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Importancia de la hidroquímica en la prospección y exploración de aguas subterráneas

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06/01/2011

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  1. 1. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad INPORTANCIA DE LA HIDROQUIMICA EN LA PROSPECCION Y EXPLORACION DE AGUAS SUBTERRANEASPERCY DAVID SULCA ORTIZ psulca@ingemmet.gob.pe F. Pena, S. Vásquez, J. Farfán, J. Carpio y J. Moreno X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  2. 2. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad CONTENIDO1. Introducción2. Origen de las aguas subterráneas3. Características físico-químicas de las aguas Subterráneas4. Interacción roca-agua “fenómenos modificadores”5. Evolución hidrogeoquimica6. Calidad de las aguas subterráneas7. Conclusiones X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  3. 3. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad INTRODUCCION• El aumento de la explotación de los recursos hídricos subterráneos, el desarrollo industrial, minero y agrícola, y de una conciencia de protección ambiental y uso sustentable de los recursos hídricos, ha generado una demanda creciente de información hidrogeológica, tanto en el norte como en el sur del país.• La caracterización hidroquímica e isotópica es una importante herramienta para estudiar el origen de las aguas subterráneas, su interacción con los depósitos y rocas a través de los cuales circulan y determinar sus áreas de recarga. X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  4. 4. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad1. Origen de las aguas Subterráneas X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  5. 5. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad1. Origen de las aguas Subterráneas• Casi el total de las aguas subterráneas se origina del ciclo hidrológico (aguas meteóricas), las que constituyen el 95 %.• Sin embargo una cantidad menor, se originan de acuíferos muy profundos, como las aguas fósiles y otros como las aguas magmáticas (hidrotermales) X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  6. 6. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad1. Origen de las aguas Subterráneas X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  7. 7. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad2. Características físico-químicas de las Aguas SubterráneasLa presencia de los constituyentes químicos en lasaguas subterráneas se debe a varios factores: La naturaleza y composición de los materiales que atraviesan. El tiempo de residencia del agua en el subsuelo. Los procesos físico-químicos que se producen tanto en la zona no saturada como en la zona de saturación. La posible mezcla de diferentes tipos de agua. La existencia de yacimientos minerales La contaminación por actividades humanas,... X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  8. 8. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad2. Características físico-químicas de las Aguas Subterráneas L. Rebollo- UAH X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  9. 9. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad2. Características físico-químicas de las Aguas Subterráneas Los constituyentes químicos inorgánicos presentes en las aguas subterráneas se encuentran en estado de disolución: X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011) L. Rebollo- UAH
  10. 10. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad 2. Características físico-químicas de las Aguas SubterráneasTotal de sólidos disueltos (TDS) (en mg/l ≈ ppm):• Aguas subterráneas dulces: 50 - 2.000 mg/l• Aguas salobres: 2.000 - 10.000 mg/l• Aguas saladas: 10.000 - 50.000 mg/l (mar: ~35.000 mg/l)• Salmueras: 50.000 - >100.000 mg/l Los principales parámetros genéricos que expresan el grado de mineralización del agua son:Conductividad eléctrica (CE a 25 ºC) (en µS/cm):• Capacidad del agua para conducir la corriente eléctrica.• Mantiene una buena correlación con TDS y con otros índices (Cl-, SO4 2-, Dureza total). X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  11. 11. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad 3. Interacción roca-agua “fenómenos modificadores”Las concentraciones de los constituyentes químicos presentes en las aguas subterráneas dependen de: La disponibilidad de estos elementos en los suelos y rocas a través de los que circula el agua. Las velocidades de reacción. Las limitaciones geoquímicas en el interior de los acuíferos (en función de su P y T). Los fenómenos de contaminación antrópica. La composición del agua subterránea en un punto y en un momento determinados dependen esencialmente de su historia previa (atmósfera, superficie, suelo, ZNS, ZS) y sus relaciones con otras aguas. X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  12. 12. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad 3. Interacción roca-agua “fenómenos modificadores”Durante la infiltración del agua en el terreno y en su recorridopor el medio hidrogeológico se producen diversos fenómenosmodificadores de su composición inicial:• Reacciones de disolución y precipitación de especies minerales Disolución: desde la entrada del agua en el acuífero hasta que se alcanza el equilibrio de saturación. Disolución y precipitación dependen de pH, presión parcial de CO2, T, presencia de otros iones disueltos,...• Procesos de oxidación y reducción Predominan las condiciones reductoras, anóxicas, al perder el oxígeno inicial (condiciones oxidantes sólo en la parte más externa de la zona de saturación). Presencia de bacterias reductoras de sulfatos (Sporovibrio desulfuricans). X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  13. 13. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad 3. Interacción roca-agua “fenómenos modificadores” Chili reguladoDiagrama de Piper de lacuenca Quilca –Vitor-Chili Rio Chili X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  14. 14. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad3. Interacción roca-agua “fenómenos modificadores” Hidrogeología de la Cuenca del río Huaura X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  15. 15. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad4. Evolución Hidrogeoquimica L. Rebollo- UAH X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  16. 16. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad 4. Evolución Hidrogeoquimica La etapa de la infiltración a través del suelo es muy importante para la composición química de un agua subterránea. Gran parte de la comportamiento geoquímico del agua subterránea se adquiere en los primeros metros de su recorridoL. Rebollo- UAHSecuencia de Chevorateb X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  17. 17. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad4. Evolución Hidrogeoquimica L. Rebollo- UAH X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  18. 18. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad4. Evolución Hidrogeoquimica Ladera de valle (unidades de longitud arbitrarias) (w. Schwartz, 2003) (De Toth, en de Klein.1991) X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011) L. Rebollo- UAH
  19. 19. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad 4. Evolución Hidrogeoquimica Hidrogeología de la Cuenca del río Quilca Vitor ChiliDiagrama de Piper Tipos de Evolución Regional, según Mifflin (1988) (Scatter) HCO3 SO4 CL Aguas Cloruradas Sódicas a Aguas Calcicas - Sulfatadas Calcicas; de mayor bicarbonatadas, recorrido y profundas Aguas de poca Sanchez, 2010 profundidad X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  20. 20. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad4. Evolución HidrogeoquimicaHidrogeología de la Cuenca del río Huaura X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  21. 21. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad4. Evolución Hidrogeoquimica Resultados de Análisis Isotópico Noviembre, 2009 X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  22. 22. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad4. Evolución Hidrogeoquimica Relación isotópica, entre O18 y H2 Taylor (1974) X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  23. 23. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad5. Calidad de las Aguas Subterráneas X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011) Tovar J. 1996
  24. 24. planeta tierra Ciencias de la Tierra para la Sociedad 6. Conclusiones• La hidroquimica es una herramienta fundamental en la exploración y prospección de aguas subterráneas.• La evolución hidroquimica de flujos subterráneos nos permiten definir el potencial de un acuífero, tiempo de infiltración y localización de zonas de recarga .• Las técnicas isotópicas nos permiten determinar las zonas de recarga, procedencia y el tiempo de recorrido en un acuífero.• Realizar una buena cartografía geológica para identificar las formaciones acuíferas, acompañada de cortes geológicos, inventario de pozos de agua e información de sondeos. X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
  25. 25. planeta tierraCiencias de la Tierra para la Sociedad X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)
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