La circulación del agua bajo el suelo

La contemplación de fuentes y manantiales que observamos en el campo sugieren que hay una corriente continua y uniforme de agua que viene de quien sabe donde y que en un punto dado sale al exterior. Creo haber oído comentar a no se quién de mi pueblo que bajo el suelo hay venas llenas de agua. Aunque esta idea puede parecer razonable la realidad según la Ciencia es que no es así. No siempre la realidad coincide con la apariencia.

El caudal (“el chorro”) de agua de un manantial es el resultado de la convergencia en ese punto o muy cerca del mismo de numerosas y muy diferentes “líneas” de corrientes de agua. Las partículas de agua, a veces casi invisibles dado su pequeño tamaño siguen cursos muy tortuosos por el interior del terreno. Estos caminos (sorteando numerosos obstáculos), siguen trazas muy irregulares entrecruzándose y separándose a menudo. Quizá un buen ejemplo para entender lo que ocurre es el siguiente. Imaginemos que miles de hormigas avanzan en un frente de varios metros y que han de cruzar un jardín de exactamente 3 metros de anchura. Cada hormiga (partícula de agua) cruzará por donde pueda pero ninguna o casi ninguna lo hará avanzando exactamente 3 metros. Los múltiples obstáculos las obligarán a dar rodeos y para hacer cualquier tipo de cálculo sobre la cantidad de hormigas que atraviesan el jardín utilizaremos datos PROMEDIADOS, porque eso de contar una a una las hormigas y hacer un seguimiento de cada una resulta poco menos que imposible.

En cualquier libro de hidrogeología o materia similar figuran una serie de líneas que representan la trayectoria del agua por el subsuelo; pero se trata siempre de trayectorias que corresponden a datos promediados y que son muy útiles a efectos de cálculo, pero nada mas. En ningún caso tales líneas (continuas y más menos curvas) corresponden a trayectorias, “venas”o “tuberías” por las que únicamente discurre agua. En realidad sirven (recordemos lo de las hormigas) para calcular los caudales que por término medio atraviesan una superficie y un volumen en un tiempo dado. La velocidad media que lleva el agua para moverse de una zona A a otra B; será siempre menor que la que realmente llevan las diminutas partículas que componen la masa de agua que va moviéndose muy lentamente a través de superficies y volúmenes a veces muy considerables de terreno.

Como norma general hay que señalar dos características que diferencian el movimiento del agua subterránea con respecto a los de la superficie: la velocidad y la ubicación. El agua subterránea en general se mueve muy lentamente tanto que a simple vista parece a menudo estancada. Esto lo vemos por ejemplo en un pozo cuando su nivel de agua está estabilizado. Otra característica esencial es que el agua avanza muy dispersa. Hay zonas de terreno en las que los “hilos” de agua son mas abundantes (zonas muy porosas), otras en las que no (si hay abundante arcilla por ejemplo) y otras en las que a muchos efectos prácticos, no hay circulación alguna. Cuando se hacen cálculos matemáticos para buscar agua, hay que trabajar pues con datos promediados porque el terreno en general no es uniforme como una esponja del supermercado.

Lo que ocurre cuando abrimos un pozo, una zanja o una galería en el subsuelo y también cuando extraemos el agua de un pozo, es que provocamos una alteración en el movimiento general del agua en esa zona. Esta alteración es muy notoria justo en las paredes del pozo o galería; pero al alejarnos hacia el interior del terreno se hace menos perceptible hasta prácticamente ser nula. El bombeo del agua de un pozo o sondeo en consecuencia pueda afectar a los demás, (cono de descensos inducido) y lo hará de modo mas notorio cuanto mas próximos estén. El hueco provocado por la extracción de tierra (o de agua si es un bombeo de esta); hace que las partículas de agua ubicadas en los poros de las paredes del pozo caigan al mismo (comienza a rezumar o manar).Este movimiento hace que otras partículas mas alejadas avancen hacia el pozo y así sucesivamente. El volumen de terreno afectado será cada vez mayor; por ello el movimiento así inducido será cada vez menor. Es algo similar a lo que ocurre cuando una gran multitud de personas han de salir por unas estrechas puertas. El movimiento es más acusado cuanto mas cerca de estas. Pero es evidente que esas corrientes de agua perceptibles en pozos, galerías o sondeos; son provocadas por la apertura por la ejecución de tales labores, dicho de otro modo antes de hacer la labor tales corrientes no existen.

     BERNOUILLI Y DARCY

Por ultimo digamos que el movimiento del agua se detalla mediante fórmulas físico-matemáticas, similares a las que utilizamos para hallar por ejemplo el área de un triángulo o la superficie de una tierra. Un poco más complejas eso si pero nada mas. Se emplean muchas pero quizá las dos mas notorias son la de Bernouilli y la de Darcy. Ambas llevan el nombre de los  científicos que las descubrieron.

Daniel Bernouilli, nació en Holanda y fue un célebre científico del siglo XVIII, que asombró a diversos matemáticos de su tiempo. Fue una lumbrera en varios ámbitos del conocimiento científico. En la primera mitad del siglo XVIII dio a conocer la formula (teorema o principio) matemática que lleva su nombre y que sirve para describir el movimiento de un fluido como puede ser el agua.

Henry Darcy fue un ingeniero francés que vivió en el siglo XIX y que en el año  1856 descubrió la fórmula matemática que lleva su nombre y sirve para explicar como se mueve el agua a través del terreno.

Claro que siempre se puede alegar que quizá alguno de estos tipos se despistó y ,….. El problema es que desde hace tantos años, son miles, quizá millones las personas han visto, analizado y utilizado esas fórmulas matemáticas y nadie ha advertido error alguno en las mismas. Ya me gustaría a mi poner de manifiesto un error en por ejemplo la fórmula de Bernouilli; porque entonces ¡¡yo me haría tan famoso como él¡¡,…..pero “no me caerá esa breva”.

Como curiosidad y como homenaje a esos dos grandes científicos inserto las fórmulas que llevan sus nombres.

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Bembibre, 30 de mayo de 2.015

Rogelio Meléndez Tercero