Ingeniería de los recursos naturales

El estudio del agua subterránea es fundamental en la formación del Ingeniero Geólogo por dos aspectos distintos:

- El agua es un recurso necesario, y el futuro Ingeniero geólogo debe aprender aquí los principios básicos y las técnicas aplicadas necesarias para participar en la exploración y explotación de dicho recurso.

- El agua subterránea interacciona con el medio geológico, disolviendo y precipitando minerales y modificando las características de las formaciones. En otras materias del Plan de Estudios, el agua aparece como actor principal en procesos kársticos, alteraciones en suelos, hundimientos del terreno o deslizamientos de laderas, etc. Todos estos procesos serán mejor comprendidos con la formación adquirida en esta asignatura.

El agua es un bien de primera necesidad (consumo, riegos, industria) y para satisfacerla muchas veces es necesario extraer agua subterránea. El ingeniero geólogo debe intervenir en la fase de exploración, en la captación y en la explotación y gestión del recurso hídrico.

Existen muchos otros escenarios en que el agua es un factor fundamental y que hacen imprescindible la intervención del experto en hidrogeología: estudios ambientales; contaminación de acuíferos, informes previos a la construcción de instalaciones potencialmente contaminantes, etc.

Contenidos Teóricos

El Ciclo Hidrológico.- El agua subterránea dentro del ciclo. Relaciones entre aguas superficiales y subterráneas.

Aguas subterráneas: Conceptos básicos.- Comportamiento hidrogeológico de las formaciones geológicas. Porosidad total y eficaz. Acuíferos por porosidad y por fracturación. Permeabilidad, transmisividad. Acuíferos libres, confinados y semiconfinados. Coeficiente de almacenamiento.

Flujo y almacenamiento del agua en el subsuelo.- Potencial hidráulico. Circulación del agua en los medios porosos. Redes de flujo. Flujo regional: áreas de recarga y de descarga. Mapas de isopiezas. Ley de Darcy. Aplicaciones y limitaciones de la ley de Darcy.

Hidráulica de captaciones.- Tipos de captaciones. Caudales y descensos.
Régimen permanente: cálculo de descensos y bombeos de ensayo. Régimen variable: ecuaciones de Theis y Jacob. Bombeos de ensayo.
Acuíferos semiconfinados. Principio de superposición: aplicaciones. Bombeos con caudal variable. Recuperación tras el cese del bombeo. Acuíferos limitados. Medidas puntuales de permeabilidad. Eficiencia de una captación: bombeos escalonados. Modelos de flujo.

Prospección y explotación. Exploración de aguas subterráneas en distintos entornos geológicos. Métodos geofísicos aplicados en Hidrogeología. Hidrogeología de las regiones costeras. 

Construcción de captaciones. Captaciones utilizadas para extracción de agua. Tipos de perforación. Diseño de una captación.

Hidroquímica. Composición química de aguas naturales. Parámetros físico-químicos de interés. Toma de muestras y análisis. Equilibrios Químicos. Cálculo de disolución y precipitación de minerales. Especies carbonatadas.. Evolución geoquímica de las aguas subterráneas.

Contaminación de las aguas subterráneas

Modos de contaminación de los acuíferos. Orígenes de la contaminación: agropecuaria, urbana, industrial. Medidas de prevención: perímetros de protección. Descontaminación de acuíferos.

Prácticas

- Ley de Darcy: Cálculos de caudales y velocidades en el flujo subterráneo

- Redes de flujo: trazado manual de redes de flujo, cálculo de caudales

- Trazado e interpretación de un mapa de isopiezas

- Bombeo en captaciones: Cálculos de caudales y descensos

- Interpretación de bombeos de ensayo, medida de los parámetros hidráulicos de un acuífero

- Medida de la permeabilidad en una perforación

- Cálculo de la eficiencia de una captación mediante un bombeo escalonado

- Programa de simulación de flujo MODFLOW.

- Diseño de una captación

- Hidroquímica: Cálculos a partir del análisis químico de un agua. Representaciones gráficas.

- Cálculo de equilibrios químicos. Cálculo del sentido de una reacción: disolución o precipitación.

Emplear herramientas informáticas y métodos numéricos para la resolución de problemas de Ingeniería Geológica.

Realizar estudios de prospección y valoración técnica y económica de recursos naturales en el ámbito de la Ingeniería Geológica.

Conocer y aplicar las técnicas de prospección geofísicas y geoquímicas para el reconocimiento del terreno, la detección de recursos naturales y la identificación de contaminantes.

Realizar estudios hidrológicos e hidrogeológicos a nivel regional y local

Proyectar, dirigir y construir obras de captación de recursos hídricos superficiales y subterráneos.

Capacidad de análisis y síntesis

 Comunicación oral y escrita en la lengua nativa

 Conocimiento de una lengua extranjera

 Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio

 Capacidad de gestión de la información

 Resolución de problemas

Fetter, C. W. (2001).- Applied Hydrogeology. Prentice-Hall, 4ª ed., 598 pp.

Fitts, C. R. (2002).- Groundwater Science. Elsevier, 450 pp.

Custodio, E. y M. R. Llamas (Eds.) (1983) .- Hidrología Subterránea. (2 tomos). Omega, 2350 pp.

Amplia bibiografía comentada en: http://hidrologia.usal.es/bibliografia.htm

Temas, prácticas, ejercicios, documentos complementarios, enlaces web, etc. en el sitio web de la asignatura: hidrologia.usal.es/hidrog.htm

Existirá una evaluación continuada a lo largo del curso con los detalles que se indican en el apartado siguiente.

No obstante, en el examen final el alumno debe alcanzar una nota mínima para que sean aplicables los méritos acumulados en la evaluación a lo largo del curso

(*) Si alguna de las partes no alcanzara el umbral indicado, esa sería la calificación final  de la asignatura

Explicación en: http://hidrologia.usal.es/docencia/hidrog_evaluacion.htm

- Cuaderno de prácticas

- Test teórico-prácticos que se realizarán a lo largo del curso, de corta duración y en horas lectivas

- Trabajos a realizar autónomamente, normalmente aplicaciones prácticas de métodos o técnicas aprendidos en clase.

- Exámenes finales (teórico y práctico). En el examen práctico el alumno podrá disponer de libros y apuntes

Es fundamental la asistencia a las clases: a pesar de que los temas están publicados en la web de la asignatura, los ejemplos y problemas que se plantean en clase con frecuencia son parte importante de las cuestiones de los exámenes. Por tanto, es absolutamente necesario el seguimiento continuado durante el curso de las clases impartidas, problemas y prácticas.

Todos los problemas, prácticas y actividades iniciadas en el aula y que el alumno debe concluir autónomamente, deben realizarse cada día, sin dejar acumular todas estas tareas para los días finales del curso.

Es recomendable revisar con el profesor los exámenes realizados y otras posibles causas de la evaluación adversa, para poder focalizar el esfuerzo en las áreas o aspectos deficientes

Evaluación en la recuperación:

No serán tenidos en cuenta los test realizados a lo largo del curso (siempre que tal consideración perjudique al alumno). Por tanto, en la recuperación la evaluación será la mejor de las dos siguientes:

  a) 75% examen final, 15% trabajos autónomos, 10% Cuaderno de Prácticas.

  b) 50% examen final, 15% trabajos autónomos, 10% Cuaderno de Prácticas, 25% test.

El Cuaderno de Prácticas se puede mejorar entre la primera evaluación y la recuperación, en cambio los trabajos autónomos no se pueden recuperar: es preciso entregarlos a lo largo del curso, en el día que se solicitan