Un cono de depresión ocurre en un acuífero cuando se bombea agua subterránea desde un pozo . En un acuífero no confinado ( nivel freático ), esta es una depresión real de los niveles de agua. En acuíferos confinados ( artesianos ), el cono de depresión es una reducción en la altura de presión que rodea al pozo bombeado.
Cuando se bombea un pozo, se baja el nivel del agua en el pozo. Al bajar este nivel de agua, se produce un gradiente entre el agua del acuífero circundante y el agua del pozo. Debido a que el agua fluye de niveles altos a bajos o presión, este gradiente produce un flujo desde el acuífero circundante hacia el pozo.
A medida que el agua fluye hacia el pozo, los niveles de agua o la presión en el acuífero alrededor del pozo disminuyen. La cantidad de esta disminución disminuye con la distancia al pozo, lo que resulta en una depresión en forma de cono que irradia hacia afuera del pozo. Esto, en apariencia, es similar al efecto que se ve cuando se saca el tapón de la bañera. Esta característica de forma cónica es el cono de depresión.
Propiedades físicas
El tamaño y la forma (pendiente) del cono de depresión depende de muchos factores. La tasa de bombeo en el pozo afectará el tamaño del cono. Además, el tipo de material del acuífero, como si el acuífero es arena, limo , rocas fracturadas, karst , etc., también afectará la extensión del cono. La cantidad de agua almacenada y el espesor del acuífero también determinarán el tamaño y la forma del cono de depresión.
A medida que se bombea un pozo, el cono de depresión se extenderá y continuará expandiéndose de forma radial hasta que se produzca un punto de equilibrio. Esto suele ocurrir cuando la cantidad de agua liberada del almacenamiento es igual a la velocidad de bombeo. Esto también puede ocurrir cuando la recarga del acuífero es igual a la cantidad de agua que se bombea.
Por lo general, pensamos en un cono de depresión como una característica circular que rodea el pozo bombeado. Sin embargo, las características del acuífero pueden afectar la forma del cono de depresión. Por ejemplo, si hay un gradiente de agua subterránea pronunciado en el área de bombeo, el cono tenderá a ser más corto en la dirección ascendente y alargado en la dirección descendente. Esto se debe a que el agua ya fluye hacia el pozo desde la dirección ascendente, por lo que el cono de depresión no necesita extenderse tanto para obtener agua, mientras que el agua fluye desde el pozo en dirección descendente, por lo que el cono de la depresión necesita llegar más lejos para obtener agua.
La forma del cono de depresión también puede verse afectada cuando el cono se cruza con una fuente de agua, como un lago o un arroyo . En tales casos, el agua del lago o del arroyo suministra agua al cono de depresión y, por lo tanto, el cono no se expandirá tanto en esta dirección. Por el contrario, si el cono de depresión entra en contacto con una barrera, como una enorme cresta de lecho rocoso , un cuerpo de arcilla o el borde del acuífero, el cono de depresión disminuirá a mayores profundidades para suministrar agua al pozo.
Cuando dos conos de depresión se cruzan, tienden a tener un efecto combinado en la reducción y dan como resultado niveles de agua o presiones mucho más bajas que las que produciría un solo cono de depresión. Esto puede ser una consideración importante al planificar la ubicación de los pozos y las tasas de bombeo. En el caso de los pozos de suministro de agua, ya sea para uso doméstico o para riego , los pozos generalmente se colocan lo suficientemente separados para evitar la intersección de los conos de depresión. De esta manera, se minimiza la caída en el acuífero. Sin embargo, en el caso de la deshidratación para minas y vertederos donde el objetivo es reducir los niveles y presiones del agua, los pozos a menudo se colocan muy juntos para reducir la altura en el acuífero a la cantidad máxima.
Análisis y utilidad
Los niveles o presiones del agua se pueden contornear de manera similar a la elevación en los mapas topográficos . Los mapas de contorno a menudo muestran "ojos de buey" alrededor de los pozos bombeados que representan los conos de depresión. En pozos municipales enormes, estos conos de depresión a menudo pueden extenderse muchas millas desde el pozo bombeado. Para muchos pozos domésticos, los conos de depresión a menudo son demasiado pequeños para aparecer siquiera en tales mapas. Una vez más, esto realmente depende de la velocidad de bombeo y del material del acuífero .
Los conos de depresión pueden ser muy útiles cuando se trata de penachos contaminantes en el agua subterránea . A menudo, un pozo puede colocarse cerca de una columna contaminante y bombearse a una velocidad suficiente para crear un cono de depresión. Este cono de depresión puede actuar para capturar el flujo de contaminantes (esencialmente sacándolo del acuífero). A continuación, se puede tratar el agua bombeada. El uso de pozos de captación ha sido útil para proteger los pozos de suministro de agua y para aislar contaminantes cerca de derrames, vertederos y otras fuentes.