miniaturadeimagen|Ilustración que muestra agua subterránea en acuíferos (1, 5 y 6) bajo el nivel freático (4), y tres pozos distintos (7, 8 y 9) excavados para alcanzarla. thumb|Afloramiento de agua subterránea en un pozo.|alt=Vista aérea desde el borde de un pozo antiguo construido con piedras. En el fondo hay agua clara y estancada, con una cuerda que desciende hacia el centro. El agua subterránea es agua presente bajo la superficie terrestre, en espacios rocosos o suelos porosos o en los huecos de las formaciones rocosas. Cerca del 30 por ciento de toda el agua dulce disponible en el mundo es agua subterránea. Una acumulación de agua subterránea es considerada un acuífero cuando puede proporcionar una cantidad de agua suficiente para su aprovechamiento por el hombre. La profundidad a la que los espacios de suelo poroso y las grietas o huecos en las rocas están llenos de agua se conoce como nivel freático. El agua subterránea se recarga desde la superficie; puede también salir a la superficie de manera natural a través de manantiales y filtraciones, y puede formar oasis o pantanos. Por otro lado, el agua subterránea se extrae a menudo para su uso en agricultura, industria y consumo humano mediante la construcción de pozos. El estudio de la distribución y movimiento del agua subterránea se denomina hidrogeología.
El agua subterránea representa una fracción importante de la masa de agua presente en los continentes, bajo la superficie de la Tierra, tanto en el suelo como en el subsuelo. El volumen del agua subterránea es mucho más importante que la masa de agua retenida en lagos o circulante, y aunque menor que el de los mayores glaciares, las masas más extensas pueden alcanzar un millón o más de km² (como el Acuífero Guaraní). El agua del subsuelo es un recurso importante, y de él se abastece a una tercera parte de la población mundial, pero de difícil gestión, por su sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación. El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y finalmente llega a los arroyos, los lagos y los océanos.
Es una creencia común que el agua subterránea llena cavidades y circula por galerías. Sin embargo, no siempre es así, pues puede encontrarse ocupando los intersticios (poros y grietas) del suelo, del sustrato rocoso o del sedimento sin consolidar, los cuales la contienen como una esponja. La única excepción significativa la ofrecen las rocas solubles, como las calizas y los yesos, susceptibles de sufrir el proceso llamado karstificación, en el que el agua excava simas, cavernas y otras vías de circulación, el modelo que más se ajusta a la creencia popular.
Un acuífero es una acumulación claramente diferenciada de agua en los poros o grietas de una masa de rocas permeables que permite su circulación. Las rocas almacén pueden ser de materiales muy variados como gravas y areniscas porosas poco cementadas (antiguos sedimentos marinos, de río, playa, eólicos), limos, ciertos tipos de arcilla, calizas agrietadas, e incluso formaciones volcánicas. El nivel superior del agua subterránea se denomina tabla de agua, que en el caso de un acuífero libre corresponde al nivel freático.
Es decir, el acuífero consta de una o más capas subterráneas de roca o de otros estratos geológicos que tienen la suficiente porosidad y permeabilidad para permitir ya sea un flujo significativo de aguas subterráneas o la extracción de cantidades significativas de aguas subterráneas.
Estructura del acuífero Un acuífero es un terreno rocoso permeable dispuesto bajo la superficie, en donde se acumula y por donde circula el agua subterránea. Consta de Una zona de saturación, que es la situada encima de la capa impermeable, donde el agua rellena completamente los poros de las rocas. El límite superior de esta zona, que lo separa de la zona vadosa o de aireación, es el nivel freático y varía según las circunstancias: descendiendo en épocas secas, cuando el acuífero no se recarga o lo hace a un ritmo más lento que el de su descarga; y ascendiendo, en épocas húmedas. Una zona de aireación o vadosa es el espacio comprendido entre el nivel freático y la superficie, donde no todos los poros están llenos de agua.
Cuando la roca permeable donde se acumula el agua se localiza entre dos capas impermeables, que puede tener forma de U o no, vemos que es un acuífero cautivo o confinado. En este caso, el agua se encuentra sometida a una presión mayor que la atmosférica, y si se perfora la capa superior o exterior del terreno, fluye como un surtidor, tipo pozo artesiano.
Tipos de acuíferos Según su estructura thumb|right|350 px|Tipos de acuíferos: c suelo poroso saturado; e acuífero libre o no confinado. El entorno está formado por: a río o lago; b suelo poroso no saturado d suelo impermeable; f manantial; g pozo. Desde el punto de vista de su estructura se puede distinguir entre acuíferos libres y acuíferos confinados.
En la figura de al lado se ilustran los dos tipos de acuíferos: río o lago (a), en este caso es la fuente de recarga de ambos acuíferos. suelo poroso no saturado (b). suelo poroso saturado (c), en el cual existe una masa de rocas impermeables (d), formado, por ejemplo por arcillas, este cuerpo impermeable confina el acuífero a cotas inferiores. sustrato impermeable (d). acuífero libre o no confinado (e). manantial (f); pozo que capta agua del acuífero no confinado (g). pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano (h).
Según su textura Desde el punto de vista textural, se dividen también en dos grandes grupos: los porosos y fisurales.
En los acuíferos porosos el agua subterránea se encuentra como embebida en una esponja, dentro de unos poros intercomunicados entre sí, cuya textura motiva que existe "permeabilidad" (transmisión interna de agua), frente a un simple almacenamiento. Aunque las arcillas presentan una máxima porosidad y almacenamiento, pero una nula transmisión o permeabilidad (permeabilidad <> porosidad). Como ejemplo de acuíferos porosos, tenemos las formaciones de arenas y gravas aluviales
En los acuíferos fisurales, el agua se encuentra ubicada sobre fisuras o diaclasas, también intercomunicadas entre sí; pero a diferencia de los acuíferos porosos, su distribución hace que los flujos internos de agua se comporten de una manera heterogénea, por direcciones preferenciales. Como representantes principales del tipo fisural podemos citar los acuíferos kársticos.
Según su comportamiento hidrodinámico Desde un punto de vista hidrodinámico, de la movilidad del agua, podemos denominar, en sentido estricto: Acuíferos Buenos almacenes y transmisores de agua subterránea (cantidad y velocidad) (p.ej. arenas porosas y calizas fisuradas). Acuitardos Buenos almacenes pero malos transmisores de agua subterránea (cantidad pero lentos) (p.ej. limos). Acuícludos Pueden ser buenos almacenes, pero nulos transmisores (p.ej. las arcillas). Acuífugos Son nulos tanto como almacenes como transmisores. (p.ej. granitos o cuarcitas no fisuradas).
Según su comportamiento hidráulico Acuífero subestimado o libre Es aquel acuífero que se encuentra en contacto directo con la zona subsaturada del suelo. En este acuífero la presión de agua en la zona superior es igual a la presión atmosférica, aumentando en profundidad a medida que aumenta el espesor saturado.
Acuífero cautivo o confinado thumb|right|400 px|Parque natural de las mil fuentes en el estado de Idaho, Estados Unidos (Thousand Springs State Park, Idaho, United States). Los numerosos manantiales surgen en el nivel de contacto entre un estrato superior de rocas volcánicas bastante permeables que cubren otro estrato también de rocas volcánicas, pero impermeables. Son aquellas formaciones en las que el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos capas impermeables y es sometida a una presión distinta a la atmosférica (superior). Sólo recibe el agua de lluvia por una zona en la que existen materiales permeables, recarga alóctona donde el área de recarga se encuentra alejada del punto de medición, y puede ser directa o indirecta dependiendo de si es agua de lluvia que entra en contacto directo con un afloramiento del agua subterránea, o las precipitaciones deben atravesar las diferentes capas de suelo antes de ser integrada al agua subterránea. A las zonas de recarga se les puede llamar zonas de alimentación. Debido a las capas impermeables que encierran al acuífero, nunca se evidenciarán recargas autóctonas (situación en la que el agua proviene de un área de recarga situada sobre el acuífero), caso típico de los acuíferos semiconfinados y los no confinados o libres (freáticos).
Acuífero semi-confinado Un acuífero se denomina semi-confinado cuando el estrato de suelo que lo cubre tiene una permeabilidad significativamente menor que la del acuífero mismo, pero no llega a ser impermeable, es decir que a través de este estrato la descarga y recarga pueden todavía ocurrir. Acuíferos costeros
Los acuíferos costeros pueden ser libres, confinados o semiconfinados. Lo que los diferencia es la presencia de fluidos con dos densidades diferentes: agua dulce, con un densidad menor, con relación al agua salada del mar o del océano. Esta diferencia de densidad hace que en la zona de la costa, el agua dulce se encuentra sobrepuesta al agua salada. El agua salada se introduce en el continente en forma de una cuña salina que se va profundizando a medida que se introduce en el continente.
La cuenca de los acuíferos costeros, al igual que la cuenca de acuíferos de zonas continentales interiores, se alimenta a través de precipitaciones, o a través del flujo subsuperficial y/o subterráneos de otras cuencas, mientras que las salidas se dan a través de la evapotranspiración, evaporación y por la salida subsuperficial, con la particularidad de que esta última se da hacia el mar.
Recarga
El agua del suelo se renueva en general por procesos activos de recarga desde la superficie. La renovación se produce lentamente cuando la comparamos con la de los depósitos superficiales, como los lagos, y los cursos de agua. El tiempo de residencia (el periodo necesario para renovar por completo un depósito a su tasa de renovación normal) es muy largo. En algunos casos la renovación está interrumpida por la impermeabilidad de las formaciones geológicas superiores (acuitardos), o por circunstancias climáticas sobrevenidas de aridez.
En ciertos casos se habla de acuíferos fósiles, estos son bolsones de agua subterránea, formados en épocas geológicas pasadas, y que, a causa de variaciones climáticas ya no tienen actualmente recarga.
El agua de las precipitaciones (lluvia, nieve,...) puede tener distintos destinos una vez alcanza el suelo. Se reparte en tres fracciones. Se llama escorrentía a la parte que se desliza por la superficie del terreno, primero como arroyada difusa y luego como agua encauzada, formando arroyos y ríos. Otra parte del agua se evapora desde las capas superficiales del suelo o pasa a la atmósfera con la transpiración de los organismos, especialmente las plantas; nos referimos a esta parte como evapotranspiración. Por último, otra parte se infiltra en el terreno y pasa a ser agua subterránea.
La proporción de infiltración respecto al total de las precipitaciones depende de varios factores: La litología (la naturaleza del material geológico que aflora a la superficie) influye a través de su permeabilidad, la cual depende de la porosidad, del diaclasamiento (agrietamiento) y de la mineralogía del sustrato. Por ejemplo, los minerales arcillosos se hidratan fácilmente, hinchándose siempre en algún grado, lo que da lugar a una reducción de la porosidad que termina por hacer al sustrato impermeable.