Escrito por Eric Azulay — Ingeniero SSP (suelos y aguas contaminados), gerente de SARL G.M.E.P · Publicado el 3 de julio de 2026
Principio del descenso del nivel freático
El descenso designa la disminución del nivel piezométrico de un acuífero subterráneo provocada por un bombeo. Se calcula como la diferencia entre el nivel piezométrico inicial (antes del bombeo) y el nivel observado a una distancia determinada del punto de bombeo, en un instante dado. El cálculo del descenso es fundamental para dos tipos de aplicaciones: el dimensionamiento de las instalaciones de bombeo (pozos de agotamiento de obra, bombeo de rehabilitación de emplazamientos contaminados, abastecimiento de agua) y la evaluación de los impactos sobre los usos vecinos del acuífero (otras captaciones, zonas húmedas, cursos de agua).
Dos familias de ecuaciones analíticas dominan la práctica de las consultoras de ingeniería hidrogeológica: la ecuación de Theis, adaptada a los acuíferos confinados en régimen transitorio, y la ecuación de Dupuit-Thiem, adaptada a los acuíferos libres en régimen permanente.
Ecuación de Theis — acuífero confinado, régimen transitorio
La ecuación de Theis (1935) describe la evolución del descenso en función del tiempo y de la distancia al pozo de bombeo, en un acuífero confinado supuesto homogéneo, isótropo y de extensión infinita:
s(r,t) = Q / (4πT) × W(u)
con u = r²S / (4Tt)
donde s es el descenso (m) a la distancia r (m) del pozo y en el tiempo t (s), Q el caudal de bombeo (m³/s), T la transmisividad del acuífero (m²/s), S el coeficiente de almacenamiento (adimensional) y W(u) la función de pozo de Theis, función matemática tabulada o aproximada numéricamente. Esta ecuación permite en particular estimar T y S a partir de un ensayo de bombeo, ajustando la curva de descenso medida a la curva teórica de Theis.
Ecuación de Dupuit-Thiem — acuífero libre, régimen permanente
La ecuación de Dupuit-Thiem se aplica a los acuíferos libres en régimen permanente (descenso estabilizado en el tiempo) y se basa en la hipótesis de un flujo radial horizontal hacia el pozo:
Q = πK(h2² − h1²) / ln(r2/r1)
donde K es la permeabilidad (o conductividad hidráulica, m/s), h1 y h2 las cargas hidráulicas (m) medidas respectivamente a las distancias r1 y r2 del pozo de bombeo. Esta fórmula permite, a partir de mediciones de descenso en dos piezómetros de observación, determinar el caudal máximo explotable para un descenso objetivo, o a la inversa, estimar el descenso esperado para un caudal de bombeo determinado.
Parámetros hidrogeológicos necesarios
Clasificación IOTA y epígrafe 2.1.3.0
Toda instalación de captación de agua subterránea, incluidos los bombeos temporales de descenso del nivel freático para una obra o una rehabilitación de un emplazamiento contaminado, puede estar sujeta a la nomenclatura IOTA (Instalaciones, Obras, Trabajos y Actividades) del Código de Medio Ambiente francés. El epígrafe históricamente designado R.214-1 — hoy codificado como epígrafe 2.1.3.0 (nomenclatura del agua, anexo al artículo R.214-1 del Código de Medio Ambiente) — regula las captaciones permanentes o temporales en un sistema acuífero según su profundidad y el volumen captado.
Según el caudal y la duración del bombeo, la operación está sujeta a un régimen de declaración o de autorización previa ante los servicios del Estado (DDT). Otros epígrafes de la nomenclatura IOTA también pueden aplicarse en función del contexto: vertido del agua bombeada al medio natural, impacto sobre una zona húmeda, proximidad a una captación de abastecimiento de agua potable.
Elaboración del expediente de la Ley del Agua
Cuando el descenso del nivel freático está sujeto a declaración o autorización en virtud de la Ley del Agua, el expediente técnico presentado a la administración debe generalmente demostrar:
- La caracterización hidrogeológica del emplazamiento (naturaleza del acuífero, parámetros T, S, K)
- El dimensionamiento del bombeo (caudal, duración, radio de acción estimado mediante Theis o Dupuit-Thiem)
- La evaluación de las incidencias sobre los usos sensibles cercanos (otras captaciones, zonas húmedas, cursos de agua)
- Las medidas de seguimiento propuestas (piezometría de control, umbrales de alerta) y, en su caso, las medidas compensatorias
Interpretación de un ensayo de bombeo
La determinación fiable de la transmisividad y del coeficiente de almacenamiento requiere la realización e interpretación de un ensayo de bombeo en campo. El procedimiento habitual comprende varias etapas:
1. Seguimiento piezométrico previo
Antes de iniciar cualquier bombeo, un seguimiento piezométrico de referencia permite establecer el nivel inicial del acuífero e identificar posibles tendencias naturales (mareas, influencia de precipitaciones o de un curso de agua cercano) que deberán corregirse en la interpretación de los datos de descenso.
2. Bombeo a caudal constante o por escalones
El ensayo puede realizarse a caudal constante (ensayo de larga duración, de varias horas a varios días) para caracterizar el régimen transitorio según Theis, o por escalones de caudal creciente para evaluar las pérdidas de carga en la instalación y determinar su capacidad óptima de explotación.
3. Medición del descenso en piezómetros de observación
El descenso se mide no solo en la instalación de bombeo sino, idealmente, en uno o varios piezómetros de observación situados a distancias crecientes, lo que permite separar las pérdidas de carga propias de la instalación (efectos de pozo) de la respuesta hidrogeológica real del acuífero.
4. Ajuste del modelo analítico
Las curvas de descenso medidas se ajustan después a las curvas teóricas de Theis (o a su aproximación logarítmica de Jacob para tiempos largos), lo que permite obtener por regresión los valores de T y S más coherentes con las observaciones de campo. Estos parámetros calibrados se reintroducen después en el cálculo previsional del descenso para el caudal de explotación previsto.
Descenso multicapa
En numerosos emplazamientos, el acuífero solicitado por el bombeo no es homogéneo en todo su espesor, sino que comprende varias capas de permeabilidades diferentes (acuífero multicapa), separadas o no por niveles semipermeables. El cálculo del descenso multicapa requiere entonces un enfoque por capas equivalentes o por superposición, teniendo en cuenta la transmisividad propia de cada capa y los intercambios verticales entre capas (drenancia). Esta configuración es frecuente en emplazamientos industriales antiguos, donde varias formaciones geológicas superpuestas pueden contribuir cada una al flujo hacia la instalación de bombeo, con consecuencias directas sobre el radio de acción real del descenso y sobre el dimensionamiento de los sistemas de tratamiento del agua bombeada en el contexto de la rehabilitación de emplazamientos contaminados.
Aplicaciones en la rehabilitación de emplazamientos contaminados
El descenso del nivel freático se emplea con frecuencia en el marco de la gestión de suelos y emplazamientos contaminados, para varios fines: descenso de obra para permitir trabajos de movimiento de tierras o excavación por encima del nivel freático, bombeo de rehabilitación (pump & treat) para captar una pluma de contaminación disuelta, o bombeo de ensayo para caracterizar los parámetros hidrodinámicos del acuífero antes de la modelización de la transferencia suelo-agua subterránea-captación. En todos estos casos, el dimensionamiento del caudal y la estimación del radio de acción condicionan directamente la eficacia del sistema y la conformidad del expediente reglamentario presentado.
Calcular el descenso del nivel freático con la herramienta de GMEP
La herramienta Descenso del nivel freático de GMEP aplica las ecuaciones de Theis y Dupuit-Thiem, gestiona el cálculo multicapa y determina automáticamente la clasificación IOTA (epígrafe 2.1.3.0) aplicable a su proyecto.
Descubrir la herramienta de descenso del nivel freático Ver Descenso V15.87
Preguntas frecuentes — Descenso del nivel freático, cálculo del caudal y clasificación IOTA
¿Qué diferencia hay entre la ecuación de Theis y la de Dupuit-Thiem?
La ecuación de Theis se aplica a acuíferos confinados en régimen transitorio y tiene en cuenta el coeficiente de almacenamiento. La ecuación de Dupuit-Thiem se aplica a acuíferos libres en régimen permanente y se basa en la hipótesis de flujo radial horizontal hacia el pozo de bombeo.
¿Qué son la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento?
La transmisividad (T) caracteriza la capacidad del acuífero para transmitir el agua horizontalmente, expresada en m²/s. El coeficiente de almacenamiento (S) representa el volumen de agua liberado o almacenado por unidad de superficie para una variación unitaria de la carga hidráulica; es adimensional en un acuífero confinado.
¿Qué es la clasificación IOTA y el epígrafe 2.1.3.0?
La clasificación IOTA (Instalaciones, Obras, Trabajos y Actividades) del Código de Medio Ambiente francés somete las captaciones y vertidos de agua a declaración o autorización según su magnitud. El epígrafe 2.1.3.0 (antes 1.1.1.0, antes R.214-1) regula las captaciones en un acuífero subterráneo según su profundidad y su caudal.
¿Cuándo es necesario un expediente de la Ley del Agua para un descenso del nivel freático?
Un expediente de la Ley del Agua (declaración o autorización según los umbrales de la nomenclatura IOTA) es necesario cuando el descenso del nivel freático implica una captación de agua subterránea que supera los umbrales fijados por el epígrafe 2.1.3.0 u otros epígrafes aplicables (vertido, impacto sobre una zona húmeda, etc.).
¿El software de GMEP calcula el descenso multicapa?
Sí, la herramienta Descenso V15.87 de GMEP integra el cálculo multicapa, las ecuaciones de Theis y Dupuit-Thiem, un asistente de IA de ayuda a la interpretación y la clasificación IOTA conforme al epígrafe 2.1.3.0 del Código de Medio Ambiente.
Referencias metodológicas
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Escrito por Eric Azulay — Ingeniero SSP (suelos y aguas contaminados), gerente de SARL G.M.E.P