Orígenes del agua 2.1 INTRODUCCIÓN Los suministros de agua no son puros en el sentido de que estén desprovistos de todos los productos químicos disueltos como sucede con el agua destilada, desionizada. En los primeros tiempos de la química, se conocía al agua como el disolvente universal debido a su capacidad para disolver lentamente cualquier cosa con la que llegara a estar en contacto, desde gases hasta rocas. Así, conforme la lluvia cae a través de la atmósfera, discurre sobre ya través de la superficie de la tierra, está constantemente disolviendo la materia, creando un registro químico de su paso desde las nubes. Por lo tanto, los suministros de agua tienen una variedad natural en la calidad, la cual depende enormemente del origen del suministro. Todas nuestras aguas provienen del ciclo del agua y es este proceso el que controla nuestros recursos de agua. 2.2 EL CICLO DEL AGUA El volumen total de agua en el mundo permanece constante. Lo que cambia es la calidad y la disponibilidad. El agua está constantemente reciclándose, un sistema conocido como el ciclo del agua o ciclo hidrológico. Los hidrólogos estudian la naturaleza física y química del agua y su movimiento tanto debajo como en la superficie. En términos de volumen total, el 97,5% del agua del mundo es salina con un 99,99% de ella encontrándose en los océanos, el resto forman los Lagos salinos. Esto significa que solamente el 2,5% del volumen de agua en el mundo es actualmente agua no salina. Sin embargo, no toda esta agua dulce está disponible para el consumo humano. Alrededor del 75% de esta agua dulce está inmovilizada en los casquetes polares y en los glaciares, además un 24% está localizada en el subsuelo como aguas subterráneas, lo que significa que menos de un 1% del total del agua dulce se encuentra en lagos, ríos y en el suelo. Por lo tanto, solamente se cuenta con el 0,01% del agua del mundo en lagos y ríos, con otro 0,01% presente como humedad en el suelo pero sin disponibilidad como abastecimiento para los humanos. Así, aunque aparenta haber mucha agua, hay en realidad muy poca que esté disponible para el consumo humano (Tabla 2.1). Dentro del ciclo hidrogeológico el agua está en constante movimiento, dirigida por la energía solar. El sol provoca la evaporación de los océanos, lo cual forma las nubes y las precipitaciones (agua de lluvia). La evaporación también ocurre en los lagos, ríos y suelo, donde las plantas contribuyen con cantidades significativas de agua por evapotranspiración. Aunque alrededor del 80% de las precipitaciones vuelven a caer en los océanos, el resto cae sobre tierra. Es esta agua la que rellena el suelo y las aguas subterráneas, alimenta las corrientes de los ríos y lagos y provee.

toda el agua necesaria para las plantas, animales y desde luego los humanos (Fig. 2.1). El ciclo es continuo y así el agua es una fuente renovable (FRANKS, 1987). En esencia, cuanto más llueva mayor será el caudal de los ríos y más altos los niveles alcanzados en las capas freáticas en las zonas de almacenamiento de aguas subterráneas (por ej., los acuíferos) llenados con el agua que se infiltra a través de la tierra. Las disponibilidades de agua dependen de las lluvias caídas, así, cuando la cantidad de lluvia decrece el volumen de agua disponible para el suministro decrece, y en caso de sequía severa disminuirá a cero. Para proveer suficiente agua para el abastecimiento de todo el año se requiere una administración cuidadosa de los recursos.

Casi todos nuestros suministros de agua dulce provienen de precipitaciones que caen sobre el área de captación. También conocida como la cuenca del río, la zona de captación es el área de tierra, frecuentemente rodeada de montañas, desde la cual cualquier agua que caiga dentro de la misma se filtrará a un río en particular. Una zona de captación de un río principal estará formada por muchas subáreas de captación menores, donde cada una filtrará el agua a los afluentes del río principal. Cada subárea de captación tendrá diferentes rocas y tipo de suelo, y cada una tendrá diferentes tipos de actividades de uso de la tierra lo que afectará a la calidad del agua. El agua filtrada desde cada subárea de captación puede ser diferente en términos de composición química. Conforme los afluentes se incorporan al río principal, mezclan sus aguas con otras de otras subáreas de captación aguas arriba, alterando constantemente la composición química del agua. Aguas de diferentes áreas del país son por lo tanto químicamente únicas. Cuando una precipitación cae en la zona de captación acontecerá uno de los tres destinos principales. 1) Puede permanecer en el suelo como humedad de superficie y finalmente retornará a la atmósfera por evaporación. Alternativamente, se puede almacenar como nieve hasta que la temperatura aumente suficientemente para derretirla. El almacenamiento como nieve es en algunas regiones una importante fuente de agua potable. Por ejemplo, por toda Escandinavia se construyen lagos para recoger las escorrentías de la nieve cuando funde, y esto provee la mayor parte de su agua potable consumida en verano. 2) La precipitación discurre sobre la superficie por pequeños canales para convertirse en escorrentía de superficie hasta llegar a los cauces y lagos. Esta es la base de la procedencia de todos los suministros de aguas de superficie y finalmente se evapora a la atmósfera, se infiltrará dentro del suelo para convertirse en agua subterránea, o continúa como corriente de superficie por los ríos hasta el mar. 3) La tercera ruta es para la precipitación que se infiltra en el suelo y que percola lentamente dentro de la tierra para convertirse en agua subterránea, la cual se almacena en los sedimentos porosos y rocas (Sección 2.4). Las aguas subterráneas pueden

permanecer en estas láminas porosas por períodos que van desde justo unos pocos días hasta millones de años. Finalmente el agua subterránea se traslada a la superficie por capilaridad ascendente natural, por las plantas, por la filtración del agua subterránea a los ríos superficiales, a lagos o directamente al mar, o por bombeo artificial desde pozos o perforaciones. Los suministros de agua por tanto provienen de dos principales fuentes dentro del ciclo del agua: aguas superficiales y aguas subterráneas. Cada una de estas procedencias está interrelacionada y cada una tiene sus propias ventajas y desventajas como fuente de agua potable. Claramente, como el agua se mueve a través del sistema de vías superficiales y subterráneas su calidad se altera, frecuentemente de forma espectacular, así la calidad del agua que sale de la zona de captación será diferente del agua que ha caído en ella como precipitación. Nuestra, casi exclusiva, dependencia de la lluvia para proveemos de agua potable exige una gestión cuidadosa y a largo plazo. Aunque en teoría la lluvia caída en las Islas Británicas es actualmente más que suficiente para cubrir todas nuestras necesidades, hay dos problemas prácticos. El primero es que se tiene que recoger más agua que la requerida para nuestras inmediatas necesidades y almacenaría durante los períodos de fuertes lluvias, generalmente durante el invierno, de forma que este exceso pueda ser utilizado como suministro suplementario durante los períodos de pocas lluvias. Segundo, las áreas donde las lluvias son más abundantes son las áreas de menor población, con la mayor parte de la población localizada en las áreas de menores precipitaciones. Esto significa transportar el agua de las áreas de mayores precipitaciones a las áreas donde la demanda es mayor, y encontrar y explotar tantos suministros alternativos como sean posibles. El agua de consumo es captada de ríos, embalses, lagos o acuíferos subterráneos (aguas subterráneas). El National Rivers Authority (NRA) en Inglaterra y Gales da el permiso para todas las captaciones de agua de las compañías de suministros de aguas, de la industria, de la agricultura y de los abastecimientos privados. algunas industrias necesitan grandes volúmenes de agua sin tener en cuenta la calidad, mientras que otras tratan su propia agua para cumplir los estándares exigidos por el propio proceso, los cuales muchas veces son muy superiores a los estándares exigidos al agua potable. Es por todo esto que frecuentemente la industria capte el agua directamente de la fuente de agua. El agua destinada a consumo doméstico se trata y actualmente el consumo en el hogar en general no pasa por contadores. Actualmente el 99,2% de la población en Inglaterra y Gales está conectada al abastecimiento público de agua. Esto es comparable con los mejores casos de Europa con la excepción de Holanda, donde casi el 100% de la población está conectada. En contraste, casi todas las industrias y muchos suministros comerciales poseen contadores. Actualmente hay alrededor de 100.000 abastecimientos privados en Inglaterra y Gales, de los cuales sólo alrededor de 200 suministran a más de 500 personas. A continuación se consideran todos los recursos principales de agua, con algunos nuevos recursos y técnicas de gestión consideradas en las Secciones 2.5 y 2.6. El efecto del cambio climático y detalles de los recursos de agua en los EEUU han sido revisados por WACGONER (1990).

2.3 AGUAS SUPERFICIALES: LAGOS, EMBALSES Y RÍOS 2.3.1 Agua superficial Agua superficial es un término general que describe cualquier tipo de agua que se encuentra discurriendo o estancada en la superficie tales como arroyos, ríos, estanques, lagos y embalses. Las aguas superficiales se originan por una combinación de procedencias: (1) escorrentías superficiales: lluvia que ha caído sobre el terreno y que fluye directamente sobre la superficie hacia la masa de agua; (2) precipitación directa: lluvia que cae directamente en la masa de agua; (3) manto intermedio: exceso de humedad en el suelo que está continuamente drenando en la masa de agua; y (4) descarga de la capa freática: donde hay un acuífero debajo de una masa de agua y la capa freática es lo suficientemente alta, el agua se descargará directamente desde el acuífero a la masa de agua (BOWEN, 1982). La calidad y cantidad del agua superficial dependerá de una combinación entre el clima y factores geológicos. El actual perfil de lluvias, por ejemplo, es menos importante para las aguas estancadas como los lagos y embalses donde el agua se recoge durante un período largo y se almacena, mientras que en ríos y arroyos, donde el agua es un sistema dinámico de constante movimiento, el volumen de agua depende de las condiciones atmosféricas. En ríos el caudal es en general mayor en invierno que en verano debido a la mayor cantidad y duración de las lluvias. Pequeñas fluctuaciones en el caudal, sin embargo, son más dependientes de la geología de la zona de captación. Algunas zonas de captación liberan a los arroyos un mayor porcentaje de la lluvia caída que otras. Conocido como el coeficiente de escorrentía, los ríos de Escocia y Gales pueden alcanzar hasta valores del 80% comparados con los únicamente 30% en las zonas bajas del sur de Inglaterra. Así, aunque el Támesis, por ejemplo, tiene una gran área de captación de alrededor de 9.869 km2, tiene únicamente la mitad de la descarga anual de un río como el Tay, cuya cuenca de captación es de 4.584 km2. Desde luego, en Escocia hay más precipitaciones que en el sureste de Inglaterra, y también son menores los índices de evaporación debido a las bajas temperaturas. Incluso una pequeña reducción en la media de las precipitaciones en una cuenca de captación <por ej., 20%> puede reducir a la mitad el caudal de un río. Esto explica porqué cuando las condiciones son ligeramente más secas de lo normal se puede desarrollar rápidamente una situación de sequía. Como ya hemos visto en las zonas de sequía de Reino Unido, no siempre es el caso que cuanto más llueve más agua habrá en los ríos. El agua subterránea es un factor importante en las sequías (BERAN y RODIER, 1985). En algunas áreas durante el seco verano de 1975, a pesar de que los datos de las precipitaciones estuvieran muy por debajo de la media, los caudales de los ríos que recibían un aporte significativo de aguas subterráneas fueron superiores a lo normal debido al fuerte almacenamiento que se produjo en los acuíferos durante el húmedo invierno anterior. La sequía comenzó en 1989, con tres inviernos secos consecutivos, originando una reducción significativa del agua almacenada en los acuíferos con una consecuente disminución en los niveles de las capas freáticas (Sección 2,4). Esto registró alguno de los caudales más bajos en numerosos ríos del sureste de Inglaterra, con tramos, que se recuerde, completamente secos por primera vez. Antes de que estos ríos retornen a sus caudales normales, los acuíferos que los

alimentan se deben de rellenar completamente y esto puede costar varios años. El agua subterránea contribuye sustancialmente al caudal base de muchos ríos de las zonas bajas, así cualquier paso encaminado a proteger la calidad de las aguas subterráneas protegerá también indirectamente las aguas superficiales. Las precipitaciones traen cantidades apreciables de materia sólida a la tierra como es el polvo, polen, cenizas de volcanes, bacterias, esporas, e incluso, en ocasiones, organismos mayores. En mares el principal origen de las sales que se encuentran disueltas en la lluvia tales como iones cloruro, sodio, sulfato, magnesio, calcio y potasio. Las emisiones domésticas e industriales a la atmósfera también incorporan materiales a las nubes que posteriormente son devueltas a la tierra en las precipitaciones. Éstos incluyen una gran cantidad de productos químicos como disolventes orgánicos y óxidos de nitrógeno y azufre, los cuales causan la lluvia ácida. La cantidad y tipo de las impurezas en las precipitaciones varían con la localización y la época del año, y pueden afectar tanto a ríos como a lagos. El uso de la tierra, incluyendo la urbanización y la industrialización, afectan significativamente la calidad del agua, siendo la agricultura la que produce un efecto más profundo en los recursos debido a la naturaleza dispersa y extensa de la misma (ERIKSSON, 1985). La calidad y cantidad del agua en las aguas superficiales también depende de la geología de la cuenca de captación. En general, las zonas de captación de cretas y calizas originan aguas claras y duras, mientras que las rocas impermeables como el granito originan aguas turbias y blandas. La turbidez está causada por partículas finas, tanto de origen inorgánico como orgánico, las cuales son tan pequeñas que no sedimentan y por eso el agua aparece turbia. La razón de estas diferencias estriba en que los ríos en zonas de cretas y calizas nacen en forma de manantiales o áreas alimentadas por acuíferos a lo largo del lecho del río. Debido a la apreciable cantidad de agua que surge de los recursos subterráneos, el río mantiene una constante claridad, constante flujo y desde ruego una temperatura constante durante todo el año, excepto después de períodos de prolongadas lluvias. El agua ha permanecido durante un período largo en el acuífero antes de incorporarse al río y durante ese tiempo ha disuelto las sales de calcio y magnesio que forman la roca, originando un agua dura con un pH de neutro a alcalino. En comparación, los ríos de aguas blandas se originan en las escorrentías de las montañas, así el caudal está muy ligado a las precipitaciones. Estos ríos sufren de grandes fluctuaciones en los caudales, con repentinas inundaciones y sequías. Químicamente, estos ríos son turbios debido a los sedimentos arrastrados al río por las escorrentías superficiales, y debido a que hay poco contacto con el lecho rocoso contienen una baja concentración en cationes tales como calcio y magnesio, lo que hace que e¡ agua sea blanda con un pH de neutro a ácido. Frecuentemente estos ríos arrastran sólidos turbosos y por ello el agua contiene altas concentraciones de humus, dándole un color marrón amarillento claro, en apariencia similar a la cerveza. 2.3.2 Lagos y embalses Conforme las grandes ciudades se expandían durante el siglo XIX confiaban en los recursos locales de agua, pero conforme la demanda aumentó se vieron obligados a invertir en embalses, frecuentemente alejados del punto de consumo. Como ejemplos tenemos los embalses construidos en Gales, el Pennines y el Lake District para suministrar a las grandes ciudades como Birmingham, Manchester y Liverpool, donde

se bombea el agua hasta los consumidores desde más de 50 millas. La mayoría son embalses de almacenamiento donde toda el agua recogida se destina al abastecimiento. Estos embalses se sitúan en las zonas altas, en las cabeceras (fuentes), de los ríos. Los valles adecuados se inundan con la construcción de presas en el curso principal del río. Puede costar varios años llenarlo y una vez en uso la gestión se debe realizar con cuidado. Se debe mantener un equilibrio entre el agua que se toma para el suministro y el agua que se incorpora por las corrientes superficiales. Generalmente las corrientes superficiales durante el invierno superan con creces la demanda de abastecimiento así, el exceso de agua puede almacenarse y utilizarse en períodos cuando las corrientes superficiales son menores que las demandas de los consumidores. Hay, desde luego, una cantidad finita de agua en el embalse y la racionalización del agua se hace necesaria para prevenir el vaciado del embalse durante los veranos secos. Se produce un problema importante cuando hay un invierno seco y no se produce el exceso de agua de forma que el embalse no se llena adecuadamente para el inicio del verano. En estas circunstancias puede darse escasez a pesar incluso de que el verano no sea excesivamente seco. Muchos lagos poseen una entrada y una salida, por lo que de alguna manera se les puede considerar como ríos de caudal lento. El largo período en el que el agua está en el pantano o el embalse asegura que el agua se aclarará debido a la actividad bacteriana que eliminará cualquier materia orgánica presente, y a la floculación física y procesos de sedimentación, los cuales eliminan pequeñas partículas. Por lo tanto, el almacenamiento del agua mejora la calidad, con lo que se reduce a un mínimo el tratamiento antes del suministro (Sección 3.2). Sin embargo, la situación se complica debido a dos factores. Primeramente, en las aguas estancadas la población de algas es mucho mayor que en los ríos, y segundo, los Lagos y embalses profundos se pueden estratificar térmicamente, especialmente durante los meses de verano. Estos dos factores pueden afectar seriamente a La calidad del agua. La estratificación térmica se produce por la variación de la densidad del agua en los lagos y embalses. La densidad del agua a 4º C es La mayor, cuando pesa exactamente 1.000 kg/m3. Sin embargo, a temperaturas inferiores y superiores es menos densa 999,87 kg/m3 a 0º C y 999,73 kg/m3 a 10ºC. Durante el verano el sol calienta la superficie del agua reduciendo su densidad, de forma que el agua más fría permanece en el fondo del lago. Conforme el agua continúa calentándose se desarrollan dos capas diferentes. La capa superior epilimnion es mucho más caliente que la capa más inferior, hipolimnion. Debido a las diferencias en la densidad, las dos capas, separadas por un capa frontera estática conocida como termoclina, no se mezclan y permanecen separadas (Fig. 2.2).

El epilimnion de los lagos y embalses se mezcla constantemente por el viento, así la totalidad de la capa está a una temperatura uniforme. Como esta agua está caliente así como expuesta a los rayos solares, provee un medio favorable para las algas. Generalmente los diferentes nutrientes necesarios para el crecimiento de las algas, en particular el fósforo y el nitrógeno, no están presentes en grandes cantidades <por ej., concentraciones limitantes). Cuando está presente un exceso de nutrientes, debido a las escorrentías de la agricultura, por ejemplo, puede suceder un crecimiento masivo de algas. Esto también llamado boom de algas originó un gran crecimiento de la cantidad de algas en el agua, un fenómeno conocido como eutrofización. Las algas están completamente mezcladas a lo largo de toda la epilimnion, y en los casos graves el agua puede tomar una fuerte coloración. Esta capa superior del agua es generalmente clara y saturada en oxígeno, pero si ocurre la eutrofización entonces las algas se deben eliminar por tratamiento. Las algas pueden originar un sabor desagradable en el agua incluso después del tratamiento <Sección 4.9>. Como todas las plantas, las algas liberan oxígeno durante el día por la fotosíntesis, pero durante la noche eliminan el oxígeno mediante la respiración. Cuando sucede la eutrofización el gran número de algas reducirán drásticamente la concentración de oxígeno durante las horas de oscuridad, con el posible resultado de la muerte de los peces, y ciertamente causando problemas en la planta de tratamiento de aguas. En contraste, hay muy poca mezcla o movimiento en la hipolimnion, la cual rápidamente se desoxigena y estanca. Las algas muertas y la materia orgánica sedimentada desde las capas superiores se degradan en esta capa inferior del lago. Como la hipolimnion no tiene fuente de oxígeno para remplazar lo que se ha consumido, su agua llega a estar completamente desprovista de oxigeno. Bajo condiciones anaerobias se liberan de los sedimentos al agua del lago hierro, manganeso, amoníaco, sulfuros, fosfatos y sílice, mientras que el nitrato se reduce a nitrógeno gas. Esto hace que el agua no sea adecuada para el suministro. Por ejemplo, la presencia de hierro y manganeso provocará quejas en cuanto a coloración y mal sabor. El amoniaco interfiere en la cloración, reduce el oxígeno más rápidamente y actúa como nutriente para facilitar la eutrofización (como lo hacen también fósforo y sílice). Los sulfuros también reducen el oxígeno e interfieren en la cloración; también tienen un olor desagradable y dan un sabor desagradable al agua. La termoclina, la zona que separa las dos capas, tiene una tendencia a moverse lentamente hacia mayores profundidades conforme avanza el verano. Esta estratificación del verano generalmente se rompe en otoño o al comienzo del invierno cuando la temperatura del aire disminuye y la temperatura del epilimnion decrece. Esto incrementa la densidad del agua haciendo a la epilimnion comparable a la hipolimnion,

convirtiendo la estratificación inestable. Con posterioridad, los fuertes vientos provocarán que todo el agua se revuelva de forma que la estratificación desaparece y las capas se mezclen. A lo largo del resto del año la totalidad del lago permanece completamente mezclado, mejorándose significativamente la calidad del agua. Se puede producir una limitada estratificación durante el invierno cuando la temperatura de la superficie se acerca a los 0º C mientras que la temperatura de las aguas más profundas permanecen a 4º C. Esta estratificación de invierno desaparece en la primavera cuando las temperaturas ascienden y los fuertes vientos vuelven a aparecer La estratificación es principalmente un fenómeno de los lagos profundos. Durante la estratificación cada capa o zona presenta su propia calidad de agua característica y esto puede suponer serios problemas operacionales a las compañías de suministros de aguas. Algunas son capaces de extraer el agua a diferentes profundidades, de forma que aseguran el usar siempre el agua o la mezcla de aguas de mejor calidad. Otros tratan de evitar la entrada de nutrientes en los embalses por medio del control de la actividad agrícola y otras posibles fuentes de nutrientes dentro de la cuenca de captación. Ocasionalmente, el crecimiento de las algas se controla con la adición de productos químicos. Otro método muy utilizado es el bombeo de agua fría de la base del lago a la superficie, de forma que se asegura que el lago no se estratifica. La gestión de los lagos y embalses para el abastecimiento es un complicado negocio, dependiente de un número de factores externos tales como la temperatura del aire, número de horas solares, entrada de nutrientes (tanto naturales como debido a las actividades humanas), y muchos otros. La mayor parte de las tierras que rodean a un embalse, la cuenca de captación, generalmente pertenecen a la compañía de suministro de agua. Imponen severas restricciones en las actividades agrícolas y ganaderas, y en general, a todo tipo de uso de la tierra para asegurar que la calidad del agua no se vea amenazada por contaminación indirecta. El acceso restringido a las cuencas de captación y embalses se ha suavizado en los últimos años, aunque todavía existe un estricto control. Los accesos controlados y las restricciones en el uso de la tierra han provocado muchos resentimientos, especialmente en Gales donde un 70% del agua embalsada en las cabeceras se destina para el consumo en las Midlands de Inglaterra. El problema no sólo se encuentra en Gales sino también en Inglaterra. Por ejemplo, el 30% del Peak District está ocupado por cuencas de captación de embalses. Las compañías de suministros quieren asegurarse que el agua se mantenga tan limpia como sea posible, debido a que el agua recogida en los embalses de cabeceras es de una muy buena calidad. El almacenamiento también significa una posterior mejora de la calidad. Cuanto más limpia sea el agua bruta, más barato será su tratamiento. El acceso restringido a las cuencas de captación significa, por consiguiente, que existe un menor riesgo de que la calidad se vea reducida. El conflicto es inevitable entre aquellos que desean acceder a las tierras para recreo u otros propósitos y las compañías de suministro de agua que quieren suministrar agua a sus consumidores al precio más bajo posible. 2.3.3 Captación de agua Como resultado de la gran inversión de capital en terrenos y en la construcción de embalses, y la enorme oposición por parte de la opinión pública hacia tales planes, ha habido un alejamiento de la construcción de embalses de almacenamiento en la última

mitad de este siglo. Durante este período se ha explotado la captación desde los ríos junto con los recursos de las aguas subterráneas. El agua se capta de los ríos por medio de la construcción de presas para asegurar una mínima profundidad de agua en la presa, o con el uso de pontones flotantes. La captación no debe de interferir con otros usos del río tales como la navegación, pero debe asegurar que se pueda tomar agua durante todo el año. La cantidad de agua que se puede captar está limitada por el caudal mínimo necesario para: (1) proteger la calidad biológica del río incluyendo la pesca; (2) diluir los vertidos industriales y domésticos, recordar que los ríos son vitales para eliminar los vertidos y en cierta medida para tratar los vertidos a través de procesos naturales de purificación; (3) para asegurar que otros usos del río no se vean afectados por la captación (tales como una suficiente profundidad para la navegación); y (4) para permitir un caudal adecuado para prevenir que la marea invada la corriente aguas arriba y convierta el agua dulce en salobre. Para mantener la integridad del río se debe calcular el caudal mínimo en condiciones atmosféricas de sequedad y mantenerse todo el tiempo. Una vez calculado, cualquier exceso de agua sobre este caudal mínimo en condiciones secas se puede, en teoría, utilizar para la captación. A la inversa, si el caudal del río disminuye hasta o por debajo de este caudal mínimo, entonces la captación se debe reducir o detenerse inmediatamente. La calidad del agua del río es también un factor importante. Las aguas de río necesitan un tratamiento complejo y caro antes de ser suministradas a los consumidores. La complejidad y el costo del tratamiento se incrementan al mismo tiempo que la calidad del agua del río se deteriora. También, como en los ríos desaguan grandes superficies de terrenos, la contaminación es inevitable. Todos los vertidos depositados o productos químicos utilizados en una cuenca de captación, finalmente se dirigirán hacia el río, de forma que se deben de extremar las precauciones para asegurar que la calidad del agua esté protegida y se controla continuamente. La mayoría de las captaciones tienen una capacidad de almacenamiento de forma que el agua bruta se puede almacenar hasta siete días antes de ser tratada y suministrada. Esto tiene una doble función. Primeramente, proteger al consumidor del efecto de la contaminación del río, o de vertidos accidentales de materiales tóxicos, permitiendo un tiempo suficiente para dispersar la contaminación en el río antes de que se vuelva a reanudar la captación sin cortar el suministro a los consumidores. Segundo, el almacenamiento del agua de esta manera mejora la calidad del agua antes de su tratamiento. Después del suministro el agua es devuelta al río como un efluente de aguas residuales tratadas y puede perfectamente ser captada de nuevo aguas abajo. Éste es en concreto el caso de muchos de los grandes ríos de las tierras bajas como es el Támesis, Severn y Trent. Sin embargo, como la demanda ha continuado creciendo, los caudales naturales de muchos ríos se han convertido en inadecuados para cumplir las actuales necesidades de captaciones. También, la calidad de muchos ríos se ha deteriorado a través de nuestra explotación de los ríos como portadores de efluentes de aguas residuales. Para maximizar la disponibilidad de agua para el abastecimiento, los hidrólogos examinan el ciclo hidrológico dentro de la cuenca de captación, midiendo las precipitaciones, caudal de los arroyos y escorrentías superficiales y donde corresponda los recursos de aguas subterráneas. Frecuentemente, pueden suplementar la captación de

agua de los ríos en los períodos de caudales muy bajos tomando agua de otros orígenes tales como aguas subterráneas o pequeños embalses de almacenamiento, usando estos limitados recursos para completar la fuente de suministro principal en los períodos críticos. Más común es la construcción de embalses en las cabeceras, los cuales se pueden usar entonces para controlar el caudal del río mismo; es un proceso conocido como compensación. Estos depósitos de compensación están diseñados como una parte integral del sistema del río. Se recoge el agua de las escorrentías de las tierras aguas arriba y se almacena durante la época húmeda. El agua entonces se libera cuando se necesita para mantener el caudal mínimo en la época seca y para permitir que las captaciones continúen. En invierno, cuando se producen la mayoría de las precipitaciones y los mayores caudales, todo el exceso de agua se pierde. Almacenando el exceso de agua con la construcción de un embalse y usándolo para regular el caudal del río se maximiza la salida de la cuenca de captación. Como extra tenemos que tales embalses pueden también jugar un papel importante en la prevención de inundaciones. El cauce natural de un río se utiliza como sistema de distribución para el agua, a diferencia de los embalses de suministro donde se necesitan caras tuberías o acueductos para transportar el agua hasta el punto de consumo. La gestión del río es también más fácil debido a que la mayor parte del agua captada se devuelve al mismo río. Entre los ríos más importantes del Reino Unido que están compensados se encuentran el Dee, Severn y Tees. Los embalses no son una idea nueva y ya se utilizaron ampliamente para controlar la profundidad de los canales y ríos navegables. Los embalses más pequeños, frecuentemente llamados presas de cabecera, se construyeron para alimentar los molinos de agua. Sin un embalse, hay veces que después de un periodo de sequía no hay descarga desde el suelo de forma que el único caudal del río es el del agua subterránea que sale de los acuíferos. Algunos ríos, surgidos en zonas de rocas permeables, pueden incluso llegar a secarse completamente en épocas de sequías extremas. En muchos ríos el caudal mínimo natural es un 10% del caudal medio. Cuando se regula un río este caudal mínimo en época de sequía frecuentemente es el doble, y aunque esto puede en teoría verse incluso aumentado, exigirá embalses de enorme capacidad. Los embalses son caros de construir. Sin embargo hay ventajas significativas en la regulación de un río con embalses de compensación en vez de suministrar agua directamente desde un embalse vía un acueducto. Con la regulación del río se dispone de mucha más agua para cumplir con todas las demandas que con el volumen almacenado solamente, el embalse se alimenta únicamente con la sección del río aguas arriba de la presa. Aguas abajo todo el agua que se drena en el sistema también está disponible. Los embalses de compensación son por ello generalmente de un menor tamaño y por ello más baratos de construir. Los embalses pueden suministrar únicamente un volumen limitado de agua y así la gestión de todo el sistema del río para asegurar un suministro adecuado cada año es difícil. Debido a los costos de construcción, los embalses se diseñan para proveer el suministro adecuado durante la mayoría de los veranos secos. Sin embargo, no es económicamente efectivo construir embalses muy grandes para hacer frente con las sequías más severas, las cuales solamente ocurren una o dos veces cada cien años. Donde se dispone de más de un embalse de compensación en una misma cuenca de captación, el agua se liberará primero de aquellos que se rellenan más fácilmente. La

regulación del agua es un difícil cometido que requiere operadores que realicen estimaciones intuitivas como cuáles serán las condiciones atmosféricas durante los próximos meses. Por ejemplo, muchas compañías de aguas fueron duramente criticadas por mantener restricciones durante el invierno de 1990-91 para rellenar los embalses que no se llenaron durante el seco invierno anterior imponiendo prohibiciones se puede asegurar suficiente suministro para los usos esenciales durante un verano seco y el otoño; sin embargo, si el verano se vuelve húmedo después de todo, tales restricciones serán juzgadas por los consumidores como innecesarias. Aunque los que realizan los planes del agua disponen de la ayuda de complicados modelos por ordenador para predecir pautas en el consumo del agua y así planificar el mejor uso de los recursos disponibles, frecuentemente, en muchos casos es imposible de coordinar suministros con demanda. Este es el principal problema en el sureste de Inglaterra, donde la demanda es mayor debido a la alta densidad de población y también a la alta demanda agrícola e industrial y donde se registran las menores precipitaciones. Los inviernos secos son frecuentemente más problemáticos que los veranos secos ya que los embalses no están completamente llenos. Esto es, desde luego, un grave problema en los embalses de almacenamiento, donde la mayor parte del agua a suministrar en verano y otoño se recoge durante el invierno. Si el embalse no está completamente lleno al inicio de la primavera, las restricciones en el suministro son casi inevitables. Problemas similares ocurren con los embalses de compensación, si el invierno es seco se requerirá aumentar el bajo caudal al inicio del verano y así se verá peligrosamente disminuido si se requiere continuar aumentando el caudal durante el resto del verano. Donde los embalses se utilizan para prevenir inundaciones se necesita espacio para la venida del invierno. Esto significa que se debe disminuir el nivel del embalse deliberadamente en el otoño o comienzo del invierno para disponer de suficiente capacidad para contener la avenida del agua. Ésta es la práctica en el embalse de Clywedog en el Severn. Sin embargo, si sucede que el invierno es más seco de lo esperado, entonces el embalse estará únicamente parcialmente lleno al comienzo del verano. Gestionar embalses y regular ríos es un delicado arte, y como las condiciones atmosféricas son tan impredecibles, las decisiones realizadas meses antes con las mejores predicciones pueden demostrarse que son incorrectas (PARR eraL, 1992). Muchos de los mayores ríos del mundo discurren por más de un país, donde los países aguas abajo dependen del comportamiento de aquellos que están aguas arriba para asegurarse un volumen y una calidad del agua adecuados para sus necesidades. Cada vez más, las captaciones intensivas y la construcción de presas están reduciendo dramáticamente el caudal en algunos de los mayores ríos internacionales, con resultado de importantes restricciones en los países ribereños aguas abajo. Esto está originando un aumento en las tensiones y en muchos casos conflictos (PEARSE, 1992). 2.4 FUENTES DE AGUA SUBTERRÁNEA 2.4.1 Suministros de aguas subterráneas

Alrededor de un cuarto del agua potable suministrada en Gran Bretaña proviene de recursos de aguas subterráneas, aunque en otros países la dependencia del agua subterránea es mucho mayor (Tablas 2.2 y 2.3). Económicamente el agua subterránea es mucho más barata que el agua superficial ya que está disponible en el punto de demanda a un relativo bajo costo y no requiere la construcción de embalses o largas conducciones. Es generalmente de buena calidad, libre de sólidos en suspensión y, excepto en limitadas áreas donde han sido afectados por la contaminación, libre de bacterias y otros patógenos. Por todo ello no requiere un extensivo tratamiento antes de su uso. Las aguas subterráneas británicas se concentran en tres sistemas de acuíferos principales, donde la mayoría de los acuíferos importantes se sitúan al sureste de la línea que une Newcastle upon Tyne y Torquay (Fig. 2.3).

Un acuífero es un estrato subterráneo de roca porosa que contiene agua a través de la cual el agua puede circular después de que ha pasado hacia abajo (infiltración) desde las capas superiores del suelo. Cada día se extraen de estos acuíferos una media de 7.000 Ml de agua. Aproximadamente el 50% de esta ingente cantidad de agua proviene del acuífero de creta del Cretáceo, 35% del arenoso del Triásico y el resto de pequeños acuíferos, siendo los más importantes de éstos las calizas del Jurásico. Desde luego, el agua subterránea no se extrae únicamente para el abastecimiento; frecuentemente tienen una importante contribución en los ríos que también se usan para suministro donde descargan como caudal base o manantiales (Fig. 2.4).

La descarga de aguas subterráneas en los ríos puede ser permanente o estacional, dependiendo de la altura de la capa freática dentro del acuífero. La capa freática separa la zona no saturada de la roca porosa que comprende el acuífero de la zona saturada; en esencia es la altura del agua en el acuífero (Fig. 2.5). La capa freática se mide determinando la altura del agua en las perforaciones y en los pozos. Si se realizan numerosas mediciones desde los pozos en una amplia área, se pueden apreciar las fluctuaciones de la capa freática en función de la topografía y las condiciones climáticas. Las precipitaciones rellenan el agua perdida o extraída del acuífero y así eleva el nivel de la capa freática. Si el nivel baja durante los períodos de sequías o debido a la sobreexplotación para el suministro de agua, entonces esta fuente de alimentación del río puede cesar En períodos de sequías extremas el agua subterránea puede ser la única fuente de agua que alimente algunos ríos y por eso si la capa freática baja por debajo del nivel crítico, el río mismo puede llegar a secarse (OWEN, 1993).

La extracción de agua subterránea en las regiones del sur de Inglaterra se ha incrementado sustancialmente en los últimos 20 años. Se ha informado que en algunas áreas los niveles del agua han descendido año tras año. Muchos arroyos en zonas de cretas del sur se están secando debido a la sobreextracción, no solamente para el suministro de agua de consumo sino también para el riego de cultivos y el uso industrial. Actualmente se están denegando permisos para nuevas extracciones. Algunos de los mejores ríos salmoneros están afectados y las cabeceras de los ríos como e Test y el ltchen se han secado en los últimos años. El caudal del no Allen en Dorset se ha reducido a una corriente muy pequeña, cuando hace 25 años los pescadores necesitaban botas altas de goma. Esto ha originado un grito de protesta por parte de los pescadores y también de los conservacionistas. Las compañías de aguas han luchado durante los años de sequía para mantener un continuo aumento de la demanda permitiendo cada vez más extracciones de agua subterránea. Los acuíferos, especialmente los calizos, se recargan de agua muy lentamente y por eso se necesita una rápida respuesta del NRA para prevenir una posterior reducción de los caudales. El NRA ha creado una lista con los 40 ríos más afectados por las sobreextracciones, y ha establecido un programa de acciones prioritarias para los primeros 20 ríos. Dos de las áreas de acción prioritarias son los afluentes del río Test. El Wallop Brook está bajo amenaza por una cercana perforación con licencia para abastecimiento público que está extrayendo el agua del río. El río está literalmente escapándose por un sumidero en su base. El caudal en el río Bourne está también seriamente disminuido por perforaciones realizadas para cultivar berros. Tales extracciones de aguas subterráneas en los márgenes de los ríos frecuentemente inducen a una entrada del agua del río en los acuíferos. Aparte de reducir el caudal, si el río está contaminado provocará la contaminación del agua subterránea, originándose problemas en la calidad dei agua de abastecimiento, por eso esta práctica no es recomendable.

Como el agua de consumo puede provenir tanto directa como indirectamente de las aguas subterráneas, su calidad es importante para muchas más personas que aquellas que reciben el suministro directamente de perforaciones o pozos. El principal acuífero está bajo una extensa área de granjas en el este, centro y sur de Inglaterra, y muchas de estas áreas de aguas subterráneas contribuyen a más del 70% de los abastecimientos de agua potable (Tabla 2.4). 2.4.2 Clasificación de los acuíferos Los acuíferos se clasifican como cautivos y libres. Un acuífero libre es uno que se recarga donde la roca porosa no está cubierta por un estrato impermeable de suelo o de otra roca. La capa no saturada de roca porosa está separada de la capa saturada de agua por una interfase denominada capa freática. La capa no saturada es rica en oxígeno. Donde el acuífero está cubierto por una capa impermeable, el agua de la superficie no puede penetrar en la roca porosa; en cambio, el agua migra lentamente lateralmente desde las áreas libres. Éste es un acuífero cautivo. No hay zonas no saturadas porque toda la roca porosa está saturada con agua ya que está por debajo del nivel de la capa freática, y desde luego no hay oxígeno (Fig. 2.4) (BROWN et al, 1983). Debido a que los acuíferos cautivos están entre dos capas impermeables el agua generalmente está bajo una considerable presión hidráulica, de forma que el agua alcanzará la superficie por su propia presión a través de perforaciones y pozos, lo cual es conocido como pozos artesianos. Los pozos artesianos son muy comunes en parte de África y Australia, pero se encuentran en muy pequeña escala en las Islas Británicas. La cuenca artesiana más conocida está situada en Londres. Éste es un acuífero de creta que se alimenta de los acuíferos libres del norte (Chiltern Hilís) y del sur (North Downs) (Fig. 2.6).

En el pasado siglo XIX la presión en el acuífero era tal que las fuentes de la Plaza Trafalgar se alimentaban de un caudal artesiano natural. No obstante, si la presión artesana se ha de mantener, entonces el agua que se pierde por extracciones se debe reponer por recarga, en el caso de Londres, por infiltración en los bordes de la cuenca del acuífero. La continua extracción en exceso sobre la recarga natural ha disminuido la superficie piezométrica (el nivel que el agua alcanzaría en un pozo artesiano de forma natural) en unos 140 m por debajo de su nivel original en la cuenca de Londres. Posteriormente en esta sección se da un ejemplo detallado de un acuífero. Es desde los acuíferos libres desde donde se realiza la mayoría de las extracciones de aguas subterráneas. Es también desde estos acuíferos, en la forma de manantiales, desde donde sale la mayor proporción del caudal de algunos ríos de las zonas bajas del este de Inglaterra. Estos ríos están siendo muy utilizados para el suministro y por eso esta fuente de agua potable depende enormemente de sus acuíferos, por eso la buena gestión es vital. El agua subterránea en los acuíferos libres se origina principalmente por las precipitaciones y por eso es particularmente vulnerable a la presencia de los focos de contaminación difusa, especialmente a las prácticas agrícolas y a la deposición de la contaminación atmosférica proveniente principalmente de la industria. En pozos aislados, se han registrado en pozos aislados durante muchos años incrementos por encima de los límites establecidos por la CE en la Directiva del Agua Potable en las concentraciones de bacterias y productos químicos. Éste fue un fenómeno local con el origen del problema en general fácilmente identificable como un punto tal como una fosa séptica, una fuga en un colector o un drenaje de una granja. En los años 70 hubo una preocupación sobre el incremento de los niveles de nitratos en particular los cuales frecuentemente superaban los límites máximos admisibles por la CE. Este no fue un problema aislado, ya que se encontraron niveles superiores en la mayoría de los acuíferos libres del Reino Unido. Las áreas afectadas eran tan extensas que claramente sólo se podía echar la culpa a un origen difuso, en vez de a puntos localizados (ROYAL SOCIETY, 1984). Sin embargo, no fue hasta mediados de los años 70 cuando el amplio incremento en la concentración de nitratos en las aguas subterráneas se asoció a los grandes cambios acontecidos en las prácticas agrícolas en Gran Bretaña desde la Segunda Guerra Mundial. La principal práctica implicada en aquella época era la cosecha regular del cereal, la cual debía ser sostenida con el incremento del uso de fertilizantes inorgánicos. El problema de los nitratos se explica detalladamente en la

Sección 4.2. Las cantidades traza de compuestos orgánicos son otro de los grandes problemas de contaminación de las aguas subterráneas. Como consecuencia de los pequeños volúmenes de contaminantes involucrados, una vez dispersos en el acuífero pueden persistir durante décadas. Muchos de estos compuestos tienen su origen en vertidos o fugas de los depósitos de almacenamiento. Una fuga de 1,1,1-tricloroetano (también usado como disolvente en los fluidos correctores de escrituras) de un depósito subterráneo en una compañía de microchips para ordenadores en San José, California, USA, causó una extensiva contaminación del agua subterránea con el resultado de serios defectos de nacimiento, incluyendo abortos y nacimientos de bebés muertos en una comunidad que recibió la contaminada agua de consumo. La agricultura es también una de las mayores fuentes de compuestos orgánicos. A diferencia de vertidos o fugas que son focos puntuales, la contaminación debida a la agricultura tiene una procedencia dispersa. En el Reino Unido, los pesticidas que fueron prohibidos a comienzos de los años 70 tales como el DDT han aparecido recientemente en los abastecimientos de aguas subterráneas. Se ha informado de muchos otros diferentes pesticidas en las aguas de consumo; esto se examinará con más profundidad en la Sección 4.3. Otro importante foco de contaminación son los terrenos de relleno y los vertederos, el lagunaje incluyendo los fosos para lodos, el vertido en tierra de los lodos de aguas residuales, las escorrentías de las carreteras y la minería (OECD, 1989). A diferencia de los acuíferos cautivos, los acuíferos libres tienen tanto la zona saturada como la no saturada. La zona no saturada se sitúa entre la superficie de la tierra y la capa freática del acuífero. Aunque puede eliminar algunos contaminantes, la zona no saturada tiene su mayor efecto en retardar el movimiento de la mayoría de los contaminantes, por eso oculta sus efectos en las aguas durante largos períodos. Esto es particularmente importante con los incidentes más graves de contaminación, donde pueden pasar muchos años antes de detectar los efectos, por ejemplo, de un vertido o fuga de un depósito de almacenamiento, debido a su prolongado período de migración (ERIKSSON, 1985). La mayoría de los acuíferos en Gran Bretaña tienen una relativamente profunda zona no saturada. En creta varían de los 50 m de profundidad, lo que significa que los contaminantes derivados de la superficie pueden permanecer en esta zona durante décadas. Otro problema es que los suelos agrícolas que generalmente se encuentran por encima del acuífero son delgados y muy permeab¡es, y ello permite la rápida infiltración del agua a las zonas no saturadas llevando los contaminantes con ella. Las bacterias del suelo y otros procesos del suelo por tanto tienen pocas oportunidades para utilizar y eliminar los contaminantes. Esta zona no saturada no está seca; de hecho contiene grandes volúmenes de agua bajo tensión en un proceso matriz, junto con proporciones variables de aire. Sin embargo, por debajo de la zona de raíces, el movimiento de este agua es predominantemente hacia abajo, aunque extremadamente lento (Fig. 2.5). Es la zona saturada de los acuíferos libres donde se almacena el agua disponible para las extracciones. Muchas veces el volumen de agua en un acuífero libre es la recarga anua de las precipitaciones. Varía de acuerdo con el tipo de roca y la profundidad, pero por ejemplo, en un roca caliza fina del Jurásico la relación puede ser hasta tres, mientras que en una roca gruesa arenosa del Triásico puede exceder los 100. La zona saturada también contiene un gran volumen de agua la cual está inmóvil, encerrada en la matriz microporosa de La roca, especialmente en los acuíferos calizos del Jurásico.

Donde los acuíferos han comenzado a fisurarse (agrietarse), el movimiento es mucho más rápido. Sin embargo, el movimiento de los contaminantes a través de la roca sin fisuras, por difusión a través de la gran cantidad de agua inmovilizada que llena los poros, costará considerablemente mucho más tiempo. Esto combinado con el tiempo de retraso en la zona no saturada, resulta que sólo un pequeño porcentaje de la contaminación que se infiltra a través de los suelos agrícolas pasará en unos pocos años a la circulación natural del acuífero. El período típico de residencia varia pero generalmente excede de los 10-20 años. Cuanto más profundo es el acuífero, más largo será este período. Otros factores como el efecto de dilución, intensificado donde se almacenan grandes volúmenes de agua, y la naturaleza de los poros de la roca afectan al tiempo de retención de los contaminantes. PRICE (1991) ha preparado una excelente introducción a los acuíferos y aguas subterráneas, mientras que RAGHUNATH (1987) ha publicado un monográfico más técnico y avanzado. REJCHARD et al (1990) han revisado la gestión y evaluación de los riesgos de la contaminación en las aguas subterráneas. 2A.3 Calidad La calidad del agua subterránea depende de una serie de factores: (1) la naturaleza del agua de lluvia, la cual puede variar considerablemente, especialmente en términos de acidez debido a la contaminación y a los efectos del aerosol marino que afecta especialmente a las zonas costeras; (2) la naturaleza de las aguas subterráneas existentes las cuales pueden tener una edad de decenas de miles de años; (3) la naturaleza del suelo a través del cual el agua debe de infiltrar; y (4) la naturaleza de la roca que forma el acuífero. En términos generales el agua subterránea consiste en un número de iones mayoritarios los cuales forman los compuestos Éstos son el calcio, sodio, potasio, y en menor cantidad hierro y manganeso. Todos éstos son cationes (tienen cargas positivas), los cuales se hallan en el agua combinados con un anión (el cual tiene cargas negativas), para formar compuestos denominados sales. Los aniones mayoritarios son el carbonato, el carbonato ácido (bicarbonato), sulfato y cloruro. La mayoría de los acuíferos en el país tiene aguas duras. La dureza total se debe a la dureza del carbonato (o temporal) formado por la presencia de carbonato ácido de calcio (CaHCO3) y carbonato ácido de magnesio (MgHCO3), mientras que la dureza no carbonato (o permanente) se debe a otras sales de calcio o magnesio (Sección 4.6). Es difícil generalizar pero los acuíferos calizos y de creta contienen altas concentraciones de carbonato ácido de calcio, mientras que los acuíferos dolomíticos contienen carbonato ácido de magnesio. Los acuíferos de rocas de sedimentación son frecuentemente ricos en cloruro de sodio (NaCl), mientras que los acuíferos graníticos tienen elevadas concentraciones de hierro. La concentración total de iones en el agua subterránea, la conductividad, es frecuentemente un orden de magnitud superior a la de las aguas superficiales. El Departamento de Medio Ambiente (1988) tiene publicado una excelente revisión sobre la calidad del agua subterránea en Inglaterra y Gales.

La conductividad (la cantidad total de aniones y cationes presentes) también se incrementa con la profundidad debido a la menor entrada de agua nueva que diluya la existente agua subterránea y al mayor tiempo que se dispone para disolver los iones en el agua subterránea. En las aguas muy viejas y muy profundas la concentración es tan alta que son extremadamente salinas. Esta alta concentración en sales puede ocasionar problemas en situaciones de sobreextracción o en situaciones de sequía cuando las aguas subterráneas viejas y salinas pueden entrar en las perforaciones a través de desplazamiento vertical, o debido a la intrusión de agua de mar en los acuíferos. En términos de volumen de agua potable suministrada, los acuíferos cautivos son orígenes de agua subterránea menos importantes que los acuíferos libres. No obstante, ellos contribuyen con un volumen sustancial de agua para el abastecimiento y pueden ser localmente la mayor fuente de agua de consumo. El agua subterránea en los acuíferos cautivos es más vieja que en los libres y por eso se caracteriza por un menor nivel de contaminantes, especialmente nitratos y contaminantes orgánicos, incluyendo los pesticidas. Esta fuente tiene actualmente gran interés para diluir las aguas de otras fuentes con altas concentraciones de contaminantes, un proceso conocido como mezcla. Los acuíferos cautivos generalmente no se usan si se dispone de otra fuente alternativa de agua debido a los bajos rendimientos de las perforaciones y a los problemas de calidad, especialmente la alta salinidad en algunos de los acuíferos profundos, excesivo hierro y/o manganeso, gases problemáticos como sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono, y la ausencia de oxígeno disuelto. Estos problemas se pueden superar con el tratamiento del agua, aunque esto, combinado con el costo del bombeo, hace que el agua de los acuíferos cautivos sea comparativamente más cara.

Un ejemplo de uno de los mayores acuíferos de Gran Bretaña es el acuífero de arenisca de Sherwood en las East Midlands, el cual se compone de arenisca roja. Se descubre al oeste de Noninghamshire, lo cual forma el acuífero libre, y se inclina uniformemente hacia el este con una pendiente de 1 en 50. Está cubierto en el este por las limolitas de Mercia para convertirse en un acuífero cautivo (Fig. 2.7). Se han identificado tres zonas de aguas subterráneas en este acuífero. En la zona 1 el agua subterránea es predominantemente moderna y no excede de unas pocas decenas o centenas de años, mientras que en la zona 2 el agua subterránea tiene una edad comprendida entre los 1.000 y los 10.000 años. En las zonas el agua subterránea fue recargada hace 10.000 a 30.000 años. En este acuífero la velocidad media del agua subterránea es muy lenta, justamente 0,7 m/año (EDMUNDS et al, 1982). Las variaciones en las características químicas a través de estas zonas es la típica de acuíferos libres y cautivos. Esto se aprecia en otros acuíferos importantes, especialmente en el acuífero calizo de Lincolnshire en el este de Inglaterra donde la alta concentración de nitratos en la zona de agua subterránea más joven es debido al uso de fertilizantes artificiales en esta zona de agricultura intensiva. Hay grandes recursos de agua subterránea debajo de las principales ciudades; en el Reino Unido éstos incluyen Londres, Liverpool, Manchester, Birmingham y Coventry. Sin embargo, estos recursos están especialmente en peligro por los focos de contaminación industrial, especialmente disolventes y otros productos químicos orgánicos (Sección 4.3), también como contaminantes más generales provenientes de colectores dañados y de escorrentías urbanas. Estos recursos son potencialmente muy importantes, aunque debido a la contaminación frecuentemente están infraexplotados (LERNEA y TELLAM, 1993). 2.4.4 Demanda y agua subterránea La demanda de agua continuamente está creciendo de forma rápida en el sur de Inglaterra. Sin embargo, existe ya un peligro de que los actuales ritmos de captaciones en algunos de los ríos de las tierras bajas están alcanzando el caudal total en condiciones de sequía. En algunas áreas localizadas esto ya se ha sobrepasado con unas graves consecuencias medio ambientales. Hay actualmente una considerable oposición a inundar valles para nuevos embalses, principalmente por la calidad del paisaje y motivos estéticos, así el desarrollo del agua subterránea se ha propuesto como el camino obvio a seguir Los defensores citan un número de hechos para apoyar esta proposición: (1) la extracción de agua subterránea no afecta al valor o el actual uso de la tierra y parece tener un bajo impacto medio ambiental; (2) los mayores acuíferos en Gran Bretaña coinciden con los núcleos de mayores demandas de agua, donde los suministros alternativos son escasos y los precios de los terrenos los más altos; (3) la construcción de embalses y su gestión es mucho más cara que las extracciones de agua subterránea; y (4) las grandes pérdidas de agua en los embalses debido a la evaporación en el verano no suceden con las aguas subterráneas, y así es más eficiente en cuanto a utilización de los recursos. Sin embargo en la práctica, parece poco probable que los recursos existentes de agua subterránea puedan explotarse mucho más, con los acuíferos de creta en particular, tales como el de la cuenca de Londres, comenzando a disminuir seriamente. El incremento futuro de los suministros debe provenir de la conservación de los suministros existentes, reutilización y una más prudente gestión de los suministros de agua en general.

Por toda Europa los suministros de agua subterránea se están dejando de utilizar conforme los niveles de contaminación exceden los límites legales o viene a ser antieconómico el tratamiento con los métodos tradicionales de tratamiento de aguas (OECD, 1989). El tratar la contaminación dentro de los propios acuíferos es actualmente imposible aunque hay unos interesantes progresos. Por ejemplo, la concentración de nitratos tiende a descender con la profundidad debido a la dilución. Profundizando los pozos, o encerrando la parte superior de las perforaciones para prevenir la contaminación desde las secciones superiores de los acuíferos, se asegura que la mayor parte del suministro de agua se extraiga de la parte baja del acuífero donde la contaminación es menor, así se asegura una reducción en la concentración de nitratos. Esto es sólo una medida a corto plazo, pero recientes investigaciones han utilizado pozos de limpieza pocos profundos, que se localizan alrededor de la perforación principal del suministro, de forma que extraen el agua con alto contenido en nitratos y previenen la contaminación del suministro. El agua con alto contenido en nitratos se utiliza para regar, donde los nitratos son utilizados por las plantas. Esto puede reducir los niveles de nitratos a largo plazo, especialmente en conexión con otras actividades para mejorarla agricultura (Sección 4.2). Otras ideas incluyen el sembrar los acuíferos con bacterias y materia orgánica para facilitar la desnitrificación anaerobia (donde el nitrato se convierte en gas nitrógeno). Este proceso sucede de forma natural en algunas partes de los acuíferos cautivos debido a la ausencia de oxígeno, de forma que la filosofía es acelerar este proceso natural. Hay otras opciones, muchas de ellas todavía en fase experimental que pueden ofrecer alguna esperanza en el futuro, especialmente a escala local. Para aquellos que quieran más información en hidrología hay disponibles excelentes libros. Dos textos especialmente buenos son los de WANIELISTA (1990) y WARD y ROBINSON (1990).