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Una herramienta de enseñanza interactiva física tridimensional para el modelo de la capa freática

Año de publicación: 2026
Número de páginas: 73

ISBN: 978-1-77470-145-4
https://doi.org/10.62592/IAAQ9558

Cita: Woessner, W. W., Covitt, B. A. & Gardner, W. P. (2026). Una herramienta interactiva de enseñanza física tridimensional para el modelo de la capa freática. El Proyecto de Aguas Subterráneas. https://doi.org/10.62592/IAAQ9558.

Autores:

William W. Woessner: Universidad de Montana, EE. UU
. Beth A. Covitt: Universidad de Montana, EE. UU
. W. Payton Gardner: Universidad de Montana, EE. UU.

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John Cherry

Lanzamiento: 9 de marzo de 2026

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An Interactive Physical Three-Dimensional Water Table Model Teaching Tool

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Descripción

Recopilar los datos necesarios para descifrar cómo ocurre, se mueve y transmite contaminantes el agua subterránea suele requerir perforar el sistema de aguas subterráneas, instalar pozos y medir los niveles del agua. Este libro proporciona a los instructores una red de pozos interactivos de monitorización física a escala de aula, tridimensionales, fácil de instalar, que se utiliza para introducir y reforzar conceptos hidrogeológicos básicos. El modelo físico basado en tubos de PVC permite a los estudiantes participar en la recopilación e interpretación de datos de aguas subterráneas. Los estudiantes que trabajan en grupo miden de forma interactiva los niveles de agua en pozos de modelación, calculan las cabezas hidráulicas en cada pozo, trazan y perfilan datos de cabezas creando mapas equipotenciales, e interpretan y visualizan direcciones de flujo de agua subterránea bidimensionales y tridimensionales. Se proporciona un ejemplo de configuración de modelo con análisis. También se incluye una lista de piezas y el coste unitario de los materiales. La configuración del modelo puede ser modificada fácilmente por el instructor. Este modelo físico económico funciona bien en un aula o en un espacio exterior como componente estándar de un currículo universitario de aguas subterráneas, un laboratorio o campamento de hidrogeología o un módulo de aprendizaje de aguas subterráneas de secundaria, y es muy adecuado para su uso en entornos de educación continua y de divulgación comunitaria que promueven la educación sobre aguas subterráneas.

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Contenido

1 INTRODUCCIÓN

1.1 Metas y Objetivos

1.2 Organización de los materiales

2 CONCEPTOS BÁSICOS: AGUA SUBTERRÁNEA, NIVEL FREÁTICO, ACUÍFEROS NO CONFINADOS Y CONFINADOS, MONITOREO DE POZOS, MEDICIONES DEL NIVEL DEL AGUA Y FLUJO DE AGUA SUBTERRÁNEA

2.1 Aguas subterráneas

2.2 Sistemas de nivel freático y aguas subterráneas no confinadas

2.3 Sistemas de aguas subterráneas confinadas

2.4 Propiedades de transmisión de materiales geológicos

2.5 Monitorización de pozos, medición del nivel del agua y definición de la carga hidráulica

2.6 Elevación del nivel freático (cabeza) de contorno

2.7 Trazado de líneas de flujo de agua subterránea

3 UNA HERRAMIENTA INTERACTIVA DE ENSEÑANZA FÍSICA TRIDIMENSIONAL DEL NIVEL FREÁTICO

3.1 Configuración de la red de pozos de monitorización

3.2 Medición de los niveles de agua

3.3 Ilustración del nivel freático

3.4 Cálculo de la carga hidráulica y trazado del flujo de aguas subterráneas

3.5 Cálculo del caudal de agua subterránea a través de un área de sección transversal y la velocidad media del agua subterránea dentro del modelo

3.6 Resumen

4 AMPLIACIÓN DEL EJERCICIO BÁSICO

4.1 Explorar una representación bidimensional del flujo de agua subterránea

4.2 Explora cómo definir la pendiente del nivel freático usando una superficie rígida tridimensional

4.3 Ampliación de la red de pozos

4.4 Asignar una elevación media del nivel del mar al datum horizontal

4.5 Varía la longitud de los revestimientos de pozo de modelo

4.6 Medir los niveles de agua cuando las tapas de revestimiento no están horizontales

4.7 Mostrar la superficie terrestre y la configuración del nivel freático

4.8 Definir errores de medición

4.9 Determinar la incertidumbre en las mediciones del nivel del agua

5 COMPONENTES DEL MODELO

5.1 Construcción del pozo de demostración transparente

5.2 Construcción de la Red de Pozos de Monitorización

5.3 Organización y soporte de la red de pozos de monitorización modelo

5.4 Medición del volumen de agua

5.5 Medición de los niveles de agua

5.6 Mapeando el nivel freático

6 RESUMEN

7 EJERCICIOS

Ejercicio 1 – Cálculo e Interpretación de Valores de Cabeza

Ejercicio 2 – Trazando líneas de flujo y calculando la descarga y la velocidad

Ejercicio 3 – Cuantificación del error de medición y el sesgo del instrumento

8 REFERENCIAS

9 CAJAS

Caja 1 – Interpolación de datos de elevación del nivel freático

Recuadro 2 – Reconocer el sesgo del instrumento, errores de desplazamiento en pozos modelo y error del operador al informar niveles de agua

10 SOLUCIONES DE EJERCICIO

11 NOTACIONES

RECONOCIMIENTO DE FINANCIACIÓN

12 SOBRE LOS AUTORES

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