hidraulica subterranea

Sept‐12 

Hidráulica Subterránea: Principios Básicos 
 

Introducción 
Intuitivamente, pensamos que el agua circula de los puntos donde está más alta hacia los 
puntos en los que está más baja, ya que así lo vemos en las aguas superficiales y muchas 
veces esta aproximación intuitiva se cumple en las aguas subterráneas (Figura 1a). Por el contrario, es frecuente que el agua subterránea circule  hacia arriba, como en la figura 1b, o 
incluso verticalmente hacia arriba, como en la 1c. 

Figura 1.- El agua subterránea no siempre circula de los puntos más altos hacia los más bajos.

Si realizamos unas perforaciones en el corte de la figura 1b veremos que la columna de 
agua a la izquierda es más alta que a la derecha (Figura 2), y análogamente, si disponemos de dos sondeos (abiertos solamente en sus extremos) arriba y abajo del acuitardo de la figura 
1c, observamos que en el acuífero inferior el nivel del agua es más alto que en el acuífero 
superior. En ambos casos, el agua circula de los puntos en los que la columna de agua es 
más alta hacia aquellos en los que es más baja. 

Figura 2.- El agua circula de los puntos en que la columna de agua es másalta hacia los que la columna es más baja.

Potencial Hidráulico 
En realidad, el agua se mueve de los puntos en los que tiene más energía hacia aquellos en 
los que tiene menor energía. Esa energía se denomina potencial hidráulico y veremos que 
queda reflejada precisamente por la altura de la columna de agua en ese punto.  F. Javier Sánchez San Román‐‐‐‐ Dpto. Geología. Universidad de Salamanca (España) 

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La energía mecánica total de una unidad de volumen de agua será la suma de la energía 
potencial (debida a su posición en el espacio), la energía cinética (debida a su velocidad), la 
energía de presión (como la energía que almacena un muelle cuando está comprimido)1.  En el flujo del agua subterránea la velocidad es tan lenta que la energía cinética es 
despreciable frente a la energía potencial y la energía de la presión.  
Consideremos un volumen unidad de agua de densidad δ  en un punto del 
espacio situado a una altura z respecto de un nivel de referencia (Figura 3). 
Sobre ese volumen existe una columna de agua de altura w.  
Energía potencial =  masa . gravedad . altura = δ . g . z (La masa de un volumen unidad es la densidad) 

La presión que soporta ese volumen unitario sería el peso de la columna de 
agua dividido por la superficie. 
Peso= masa .g = volumen δ . g =base . altura .δ .g = 1 .w .δ . g 
Energía de presión = 

Peso

=

w .δ .g

Superficie

1

     

Energía total por unidad de volumen = δ .  g . z + w . δ . g 
Dividiendo por la densidad (δ), quedaría la energía total por unidad de masa: 

Plano de referencia

Energía total por unidad de masa = E. potencial + E. presión=  g . z + w . g = (z + 
w) . g =  h . g 

Figura 3

Φ = h . g 

La energía total por unidad de masa se denomina potencial 
hidráulico, y es igual a la altura de la columna de agua (respecto del nivel de referencia 
considerado) multiplicada por la aceleración de la gravedad.  Como g es prácticamente constante, h  refleja exactamente el potencial hidráulico Φ.  
Para una deducción más rigurosa del potencial hidráulico, ver Freeze y Cherry (1979, p.18). 
Cuando la presión aparece como w ∙γw (γw= peso específico del agua), por ejemplo en Geotecnia, se refiere a 
una unidad de volumen ; el término w∙g  que aparece en el potencial hidráulico se refiere a la unidad de masa. Régimen Permanente y Régimen Variable 
Cuando un sistema de flujo no varía con el tiempo se dice que está en régimen 
permanente, estacionario o en equilibrio. Cuando el flujo varía con el tiempo, estamos en 
régimen no permanente o variable.  
Por ejemplo, en los alrededores de un sondeo y en las primeras horas tras el comienzo del ...