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UNIVERSIDAD DE LA SERENA

FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO INGENIERIA DE MINAS

CARACTERIZACIÓN DE LA INTERACCIÓN AGUA

SUPERFICIAL / AGUA SUBTERRÁNEA EN LA PARTE BAJA

DE LA CUENCA DEL RÍO LIMARÍ: ANÁLISIS INTEGRADO.

PAULINA ROCÍO MORALES VEGA

Memoria para optar al Título de

INGENIERO CIVIL AMBIENTAL

Comisión Revisora:

Dr. Ricardo Oyarzún L. – Profesor Guía

Dr. Jorge Oyarzún M.

Dr. Hugo Maturana C.

La Serena, 2012

DEDICATORIA

Este trabajo está dedicado a:

Dios, por darme la fuerza necesaria para

enfrentar cada desafío.

Mis Padres, por su amor infinito y por

inculcarme la importancia del

conocimiento y la educación.

Mis hermanas, por su apoyo constante e

incondicional.

Cristian, por su amor y compañía en todas

las alegrías y tristezas que aparecieron en

el camino.

Mis hijos, Cristian y Magdalena, por ser la

luz y el sentido de cada día y obra mía.

Paulina Morales V.

AGRADECIMIENTOS

En primer lugar doy las gracias a mi profesor guía, Ricardo Oyarzún, por su

comprensión, orientación y apoyo constante durante el desarrollo de este trabajo, así

como también al Proyecto CHI 8029 “Implementación y Evaluación de Técnicas

Isotópicas e Hidrogeoquímicas para el Manejo Sustentable de Recursos Hídricos en

Cuencas Áridas del Norte de Chile” por brindarme la oportunidad de realizar esta

memoria.

Agradezco también a los profesores Jorge Oyarzún y Hugo Maturana por la orientación

brindada durante el desarrollo de este trabajo, así como también por la dedicación y

generosidad con sus conocimientos demostrada en los años que formaron parte de mi

vida académica. Extiendo este agradecimiento a mi profesor guía.

Finalmente a mi familia ya que gracias a su comprensión y apoyo he llegado a una de

las metas más importantes de mi vida.

“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”

Paulina Rocío Morales Vega/2012

Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena

ÍNDICE

RESUMEN ....................................................................................................................... 1

ABSTRACT ..................................................................................................................... 2 1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 3

2 OBJETIVOS ................................................................................................................. 5 3 MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................................ 6

3.1 Área de Estudio ............................................................................................... 6 3.1.1 Clima ................................................................................................. 6

3.1.2 Hidrografía ......................................................................................... 7 3.1.3 Geomorfología ................................................................................... 8

3.1.4 Geología e Hidrogeología .................................................................. 8 3.1.5 Actividades Económicas .................................................................. 10

3.2 Campaña de Obtención de Datos ................................................................. 11 3.3 Análisis Isotópico ......................................................................................... 17

3.3.1 Deuterio y Oxígeno 18 .................................................................... 17 3.3.2 Radón 222 ....................................................................................... 18

3.3.3 Sulfato ............................................................................................. 18 3.3.4 Análisis preliminar de Recarga ....................................................... 19

3.4 Análisis de la Información ............................................................................. 21 3.4.1 Métodos Gráficos ............................................................................ 21

3.4.2 Métodos Estadísticos....................................................................... 22 3.4.2.1 Métodos Estadísticos Simples ........................................... 22

3.4.2.2 Métodos Estadísticos Multivariados ................................... 22 4 RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................................................. 25

4.1 Grupo Final de Datos Analizados .................................................................. 25 4.2 Hidroquímica ................................................................................................. 28

4.2.1 Análisis Estadístico Simple Descriptivo ........................................... 28 4.2.2 Análisis Gráfico: Variaciones Espaciales ......................................... 31

4.2.2.1 Parámetros Generales ....................................................... 31 4.2.2.2 Cationes Mayores .............................................................. 37

4.2.2.3 Aniones Mayores ............................................................... 43 4.2.2.4 Metales .............................................................................. 55

4.2.3 Análisis Gráfico: Diagramas de Piper .............................................. 60 4.2.4 Análisis Gráfico: Diagramas Stiff ..................................................... 64

4.2.5 Análisis Gráfico: Diagramas Araña para Aguas Superficiales. ........ 69 4.2.5.1 Río Grande......................................................................... 69

4.2.5.2 Río Hurtado ........................................................................ 70 4.2.5.3 Estero El Ingenio ................................................................ 70

4.2.5.4 Río Limarí........................................................................... 71 4.2.5.5 Estero Punitaqui ................................................................. 72

4.2.6 Relaciones concentración–profundidad para aguas subterráneas. . 74 4.2.7 Estimación de la Tasa de Recarga en aguas subterráneas. ........... 78




4.3 Isótopos......................................................................................................... 80

4.3.1 Análisis Preliminar General ............................................................. 80 4.3.2 Análisis Especiales .......................................................................... 86

4.3.2.1 Razón δ2H/ δ18O ................................................................ 86

4.3.2.2 Relaciones Valor- Altura, aguas superficiales ................ 87

4.3.2.3 Relaciones Valor- Profundidad, aguas subterráneas ..... 89 4.4 Análisis Químico – Isotópico ......................................................................... 96

4.4.1 Análisis Gráfico Simple, variación espacial. .................................... 96

4.4.2 Análisis Isotopía Radioactiva ......................................................... 105 4.4.3 Sulfato ........................................................................................... 107

4.5 Análisis Multivariado ................................................................................... 113 4.5.1 Análisis Clúster .............................................................................. 113

4.5.2 Análisis de Componentes Principales............................................ 123 5 CONCLUSIONES ..................................................................................................... 126

REFERENCIAS ........................................................................................................... 128 ANEXO A .................................................................................................................... 131

BASE DE DATOS ....................................................................................................... 131 ANEXO B .................................................................................................................... 136

ANEXO C .................................................................................................................... 140 ANEXO D .................................................................................................................... 142

ANEXO E .................................................................................................................... 143

1




RESUMEN

El presente trabajo muestra un análisis hidroquímico e isotópico de las aguas

superficiales y subterráneas de la cuenca hidrográfica del Río Limarí, con la finalidad de

establecer el grado de interacción entre éstas. El estudio, enmarcado en el Proyecto

CHI-8029 “Implementación y Evaluación de Técnicas Isotópicas e Hidrogeoquímicas

para el Manejo Sustentable de Recursos Hídricos en Cuencas Áridas del Norte de

Chile” financiado por la Agencia Internacional de Energía Atómica y coordinado por el

Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena, incluyó dos

muestreos, realizados respectivamente en Abril y Noviembre del 2010, analizándose en

esta memoria el último de ellos. De manera adicional se realiza una comparación con el

análisis generado en base a la primera campaña y discutido en la Memoria de Título de

Jofré (2011).

La concordancia de los resultados obtenidos tanto en aguas superficiales como en

aguas subterráneas indica que existe interacción entre ambas en todas las subcuencas

del Limarí con un fuerte control de los embalses y procesos de evaporación asociados.

En el caso de Rinconada de Punitaqui los resultados indicarían que el origen y recarga

de las aguas de vertientes se debe a la precipitación local. Lo anterior confirma la gran

utilidad del uso simultáneo de herramientas químicas, isotópicas y del análisis

multivariado para establecer cierto grado de interacción.

Los resultados actuales confirman lo observado en el análisis de la campaña anterior,

realizado por Jofré (2011), presentando en algunos casos sólo pequeñas diferencias.

Además los resultados obtenidos indican que existe una clara influencia de la actividad

minera en el Estero El Ingenio, especialmente en las concentraciones de SO4, esto

sumado al aporte que generan los procesos hidrotermales y a las terrazas marinas que

conforman el área de estudio. También destacan el efecto de los embalses sobre las

señales isotópicas de las aguas de los Ríos Grande, Hurtado y Limarí, y la influencia de

la cercanía a la costa sobre el Estero Punitaqui y Rinconada de Punitaqui.

2




ABSTRACT

The current work presents a hydrochemical and isotopic analysis of surface water and

groundwater at the Limarí river hydrographic basin, in order to establish the degree of

interaction between them. The study, framed in the CHI 8029 Project "Implementation

and Evaluation of Isotopic and Hydrogeochemical Techniques for Sustainable

Management of Water Resources in Arid Watersheds of North Chile" funded by the

International Atomic Energy Agency and coordinated by the Department of Mining

Engineering University of La Serena, included two sampling, made in April and

November respectively 2010, and being analyzed at this time the last one. Additionally,

a comparison is realized with the generated analysis based on the first campaign and

discussed in the graduation work of Jofré (2011).

The concordance of the results obtained in both surface water and ground water

indicates that there is interaction between them in all the sub basins of Limarí river with

tight control of the reservoirs and evaporation processes associated. In the case of

Rinconada de Punitaqui the results indicate that the origin and recharge of the water

catchment is due to local rainfall. This confirms the usefulness of the simultaneous use

of chemical tools, isotopic and multivariate analysis to establish the degree of

interaction.

The current results confirm the observations in the analysis of the previous season by

Jofré (2011), presenting in some cases only differences minor.

Also the results indicate a clear influence of mining activity in the Estero El Ingenio,

especially in the concentrations of SO4, this added to the contribution generated by

hydrothermal processes and the marine terraces that comprise the study area. It stands

out too the dam effect on rivers Grande, Limarí and Hurtado over the waters isotopic

signature, and the influence of the proximity to the coastline on the estuary of Punitaqui

and Rinconada de Punitaqui.

3




1 INTRODUCCIÓN

La gestión de los recursos hídricos es foco de un interés creciente debido a su actual

escasez en nuestro país, tanto en aspectos de cantidad como de calidad. En el caso de

la Región de Coquimbo, este tema adquiere gran importancia, debido a que se trata de

una zona con características climáticas de tipo árida a semiárida. Especial relevancia

adquiere este tema en la Cuenca del río Limarí, la cual ha sido declarada agotada el

año 2005 en términos de sus recursos hídricos superficiales. Esto significa que no se

pueden otorgar nuevos derechos de aguas superficiales (Álvarez y Oyarzún, 2006).

Esta situación sumada a la creciente demanda de recursos hídricos en la zona

relacionada con el aumento de superficie destinada a la actividad agrícola, ha llevado a

la preocupación por parte de las autoridades y de los usuarios, especialmente en lo que

se refiere a la presión por el uso de aguas subterráneas.

Es importante mencionar que en la cuenca del río Limarí existe escasa información

acerca del grado de interacción entre los cursos de agua superficiales y los cuerpos de

agua subterránea (DGA, 2008). Conocer tal relación cobra gran importancia ya que

permite establecer si la disponibilidad de uno se ve afectado por efecto de la extracción

del otro, trayendo como consecuencia el uso ineficiente y poco sustentable del agua.

En este contexto, el presente estudio pretende realizar un análisis comparativo e

integrador de las dos campañas de obtención de datos que componen el estudio de la

caracterización hidroquímica e isotópica de la Cuenca del Limarí, específicamente

aguas abajo de la ubicación de los Embalses La Paloma y Recoleta. Se utilizará en esta

oportunidad información química e isotópica y se aplicarán metodologías de análisis

multivariado a los datos obtenidos a partir de la segunda campaña de muestreo

(Noviembre 2010) para posteriormente realizar un análisis integrado con los resultados

obtenidos por Jofré a partir de la primera campaña (Abril 2010).

Cabe mencionar que el desarrollo de esta memoria se enmarca dentro del proyecto

“Implementación y Evaluación de Técnicas Isotópicas e Hidrogeoquímicas para el

Manejo Sustentable de Recursos Hídricos en Cuencas Áridas del Norte de Chile (CHI -

4




8029)”, financiado por la Agencia Internacional de Energía Atómica, y en el que

participan el Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena

(coordinador), el Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental de la PUC, y la

Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN).

5




2 OBJETIVOS

Objetivo General

Estimar el grado de interacción de aguas superficiales – aguas subterráneas poco

profundas en la parte baja de la Cuenca del Limarí mediante el uso de información

hidroquímica e isotópica.

Objetivos Específicos

Analizar el comportamiento de los parámetros químicos del agua superficial y

subterránea de las muestras obtenidas durante la segunda campaña.

Analizar el comportamiento de los parámetros isotópicos de las muestras

obtenidas durante la segunda campaña.

Integrar la información química e isotópica para la caracterización de la

interacción agua superficial – agua subterránea de las muestras obtenidas

durante la segunda campaña.

Utilizar herramientas isotópicas para determinar el origen de los sulfatos

presentes en las aguas de la zona de estudio.

Realizar un análisis comparativo e integrador de la información química e

isotópica obtenida de las dos campañas de muestreo realizadas, con la finalidad

de realizar una completa caracterización de la interacción agua superficial – agua

subterránea.

6




3 MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 Área de Estudio

La cuenca hidrográfica del río Limarí está ubicada en la Región de Coquimbo, y se sitúa

entre los valles de los ríos Elqui por el norte y Choapa por el sur. Se extiende

aproximadamente entre los 30°15’ y 31°20’ de latitud sur y entre las longitudes 71º30´ y

70º15´ Oeste, abarcando una superficie aproximada de 11.800 km2.

El área de estudio considerada en esta memoria corresponde a parte de la cuenca

hidrográfica del río Limarí, específicamente desde aguas abajo de los Embalses La

Paloma y Recoleta, hasta aproximadamente la localidad de Barraza (Figura 1).

3.1.1 Clima

La topografía accidentada de esta región favorece la conformación de varios

microclimas, por lo cual podemos distinguir allí tres tipos climáticos: semiárido con

nublados abundantes, a lo largo de la costa, semiárido templado con lluvias invernales,

en el valle del Río Limarí y semiárido frío con lluvias invernales, en la Cordillera de Los

Andes sobre los 3.000 m. de altitud.

En términos generales esta cuenca se encuentra bajo la influencia de un bioclima con

escasez de precipitaciones y durante nueve meses del año presenta déficit hídrico. La

estación agroclimática de Ovalle registra una temperatura media anual de 16,6°C, con

una mínima de 9,4°C y una máxima de 23,8°C. La precipitación media anual es de 10,5

mm y el total de agua caída por año alcanza a 125,7 mm. La tasa de

evapotranspiración total anual para la Cuenca del Río Limarí alcanza aproximadamente

1.600 mm (Gutiérrez, 2007).

7




Figura 1: Mapa de ubicación Provincia del Limarí, donde se destaca el área de estudio.

(Fuente: Página web Gobernación Provincial del Limarí)

3.1.2 Hidrografía

El río Limarí se forma por la unión de los ríos Grande y Hurtado, aproximadamente 4

km, aguas arriba de la ciudad de Ovalle. El río Hurtado no tiene afluentes de

importancia y constituye el único y gran dren de la parte norte de la cuenca del Limarí.

En su curso inferior está emplazado el embalse Recoleta, con capacidad útil de 100

millones de m3 (Mm3). El río Grande recibe una serie de afluentes de importancia, entre

los cuales cabe mencionar el río Rapel, el río Mostazal y el río Huatulame, éste último

regulado por el embalse Cogotí de 150 Mm3 de capacidad. En la confluencia del río

Huatulame con el río Grande se encuentra el embalse La Paloma, con un volumen de

regulación de 750 Mm3. Entre la ciudad de Ovalle y su desembocadura, el río Limarí

8




recibe dos afluentes principales. Ellos son los esteros Ingenio por el norte y Punitaqui

por el sur (DGA, 2004).

3.1.3 Geomorfología

La cuenca del Río Limarí, completa, cubre un área de 11.760 km2 y se desarrolla como

un sistema Andino-Costero, caracterizado por una compleja orografía que vincula la

Cordillera de los Andes, Depresión Intermedia y Cordillera de la Costa, identificándose

en ellas las unidades: planicies litorales, valles fluviales exorreicos o valles

transversales, con una clara orientación Este-Oeste, y los pisos altitudinales andinos

(Gutiérrez, 2007).

Los valles fluviales, sitio de interés del presente estudio, poseen su forma debido a la

actividad de las aguas corrientes, con alturas que no superan los 300 m. en su curso

inferior. Estos valles fluviales se caracterizan por tener en sus cursos medio e inferior

un completo sistema de terrazas que corresponden a las superficies de sedimentación

marina y se relacionan con los cambios sufridos por el nivel del mar durante el

cuaternario (Baldessari, 2007).

3.1.4 Geología e Hidrogeología

Se distinguen dos grandes grupos litológicos/geológicos: rocas consolidadas y rocas no

consolidadas. Dentro de lo que se puede mencionar acerca de las rocas consolidadas,

es que presentan permeabilidad preferentemente secundaria, esto quiere decir que la

infiltración del agua se produce a través de fracturas presentes en el macizo rocoso.

Sobre las rocas no consolidadas se puede señalar que corresponden a unidades

sedimentarias de baja compactación depositadas entre el Mioceno Superior y el

Holoceno, las cuales corresponden a depósitos fluviales actuales, depósitos fluviales de

terraza, depósitos aluviales de terraza, depósitos de conos aluviales, depósitos

coluviales, escombros de falda y depósitos lacustres (Anacona, 2010).

En relación a la hidrogeología, en esta cuenca destacan claramente tres escurrimientos:

(a) uno en dirección suroeste que escurre paralelo al Río Hurtado con profundidades

9




freáticas que van de los 2 a 3,6 m, hasta las cercanías de la localidad de Ovalle; (b) en

dirección noroeste (por un lecho de rocas sedimentario-volcánicas del Cretácico

Terciario mixto y Plutónicas del Terciario) escurre un acuífero paralelo al Río Grande

hasta la confluencia con el Río Hurtado en Ovalle; (c) en dirección sur-norte escurre el

último acuífero paralelo al Río Combarbalá hasta el embalse La Paloma por un lecho de

rocas impermeables constituido de rocas sedimento-volcánicas; (d) desde la

confluencia del Limarí con el Hurtado, a la altura de Ovalle, hasta la desembocadura el

acuífero escurre en dirección suroeste por un lecho de depósitos no consolidados y

rellenos hasta el sector de Barraza, lugar donde atraviesa un lecho de rocas plutónicas

del Jurásico hasta la desembocadura al mar.

La figura 2 representa las características hidrogeológicas generales de la cuenca del río

Limarí.

Figura 2: Características Hidrogeológicas de la Cuenca del Río Limarí (Escala 1:1.000.000) (DGA, 2004)

(a)

(b)

(c)

(d)

10




Dentro de los acuíferos del área de estudio, el existente en la zona del estero Punitaqui

es el que cuenta con mayor volumen de acumulación (Gutiérrez, 2007).

3.1.5 Actividades Económicas

Existen principalmente tres actividades económicas que se desarrollan principalmente

en la Provincia, estas son la agricultura, la ganadería y en menor proporción la minería.

El sistema hidrográfico formado por el río Limarí y sus afluentes es el más importante

del norte chico desde el punto de vista de la agricultura, ya que con sus aguas se riegan

más de 70.000 ha. Debido a su disponibilidad de suelos y agua para riego, cuenta con

una amplia diversidad de cultivos. Entre ellos una importante superficie de viñas,

orientada principalmente a la elaboración de pisco y para uva de mesa.

En este valle se presentan importantes superficies de praderas bajo riego,

específicamente establecidas en las terrazas altas, que permiten la existencia de

ganadería mayor (Gutierrez, 2007).

En cuanto a la actividad minera en la cuenca del Limarí, ésta se encuentra orientada

hacia el cobre o cobre-oro y es ejecutada por las compañías Tamaya y Los Mantos de

Punitaqui. Cabe señalar que la producción minera actual de la Provincia es reducida y

corresponde a en su mayoría a operaciones de pequeña minería o "pirquenes", además

de las compañías nombradas anteriormente (Jofré, 2011).

La Compañía Minera Tamaya, actualmente Altos de Punitaqui (G. Ríos, entrevista

personal, 24 de Mayo de 2012) opera en Los Mantos de Punitaqui (cobre, oro y

mercurio) y en localidades cercanas (Potrerillos, en el camino Ovalle-Punitaqui),

produce aproximadamente 1.000 ton/día de minerales de cobre-oro. Explotaciones

menores son Los Pingos, en la zona cordillerana (Ramadas de Tulahuén), que procesa

unas 300 ton /día, y El Reloj (cerca de Punitaqui), que producen aproximadamente 100

ton/día de mineral cobre-oro. Por último, la antigua Planta Ovalle de la Compañía

Minera Panulcillo, filial ENAMI, situada en el margen occidental del Estero El Ingenio, 5

km al norte de la ciudad de Ovalle, desempeñaba un rol esencial en el procesamiento

11




de minerales extraídos por pequeños mineros y pirquineros. Se procesaban

aproximadamente 300 ton/día de cada tipo de mineral, tanto oxidados como sulfurados,

(Gutiérrez, 2007). Es importante señalar que debido al hecho de que las piscinas de

evaporación de aguas de descarte no contaban con revestimiento, los líquidos de los

procesos de lixiviación-cementación con altos contenidos de Fe, Cu, Zn y otros metales

se han ido infiltrando, contaminando las aguas del Estero El Ingenio (Rojas et al., 2006;

Baldessari, 2007).

3.2 Campaña de Obtención de Datos

El presente estudio utilizó información (resultados químicos e isotópicos) de las

muestras tomadas durante la segunda campaña, tanto en agua superficial como en

agua subterránea, de las dos consideradas dentro del proyecto CHI-8029. Esta

segunda campaña fue realizada en Noviembre de 2010, en régimen primaveral.

En ambos muestreos, los puntos tomados fueron los mismos con la finalidad de

comparar, analizar, y así establecer relaciones entre ellos.

En la Tabla 1, se muestra la distribución de las muestras para cada una de las

campañas, según el componente hidrológico considerado.

Tabla 1: Número de muestras

Abril 2010 Noviembre 2010

Agua Superficial 15 15

Agua Subterránea 16 16

La Tabla 2 presenta los puntos de muestreo, cada uno con su identificación y ubicación

geográfica. La primera columna muestra la nomenclatura a utilizar como identificación

para cada uno de los puntos de muestreo en este estudio, para efectos de análisis y

discusión de resultados; en la segunda columna aparece el nombre del sitio de

muestreo; la ubicación geográfica de cada punto, expresadas en coordenadas UTM

(Norte y Este), aparecen en las columnas tercera y cuarta, y la quinta columna muestra

12




la altura en la cual se encuentra cada uno. Las coordenadas y alturas fueron tomadas

con un GPS Garmin e-trex.

De las muestras de aguas subterráneas, 12 (75%) corresponden a pozos de agua

potable rural (APR) existentes en la zona de estudio. De las otras cuatro muestras, una

corresponde al pozo de extracción de la empresa de abastecimiento de agua potable,

Aguas del Valle, en la ciudad de Ovalle, y los otros tres a aguas de vertientes ubicadas

en el sector de Rinconada de Punitaqui.

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Tabla 2: Identificación de los puntos de muestreo.

Punto Nombre Norte

UTM (m) Este

UTM (m) Altura msnm

G1 Río Grande (aguas abajo Embalse La Paloma) 6602373 304892 317

G2 Río Grande en El Guindo 6606953 298204 269

G3 APR El Guindo 6607296 298327 281

H1 Embalse Recoleta 6617065 293553 255

E1 APR Estación Recoleta 6623568 293943 301

H2 Río Hurtado en Villaseca 6617065 293553 256

H3 APR Villaseca 6617489 293742 288

E2 Estero El Ingenio en Lagunillas 6619063 292035 272

E3 Estero El Ingenio en Cruce Talhuén 6616189 289738 244

E4 Estero El Ingenio en Badén El Ingenio 6608944 281502 161

E5 Estero El Ingenio en Cruce El Trapiche 6608986 276838 120

E6 APR El Trapiche 66009065 276941 118

L1 Río Limarí en Los Peñones 6613516 291866 207

L2 Aguas del Valle (Ovalle) 6613456 291745 219

L3 Río Limarí en La Chimba 6609881 287019 186

L4 APR Limarí 6607686 280634 156

L5 Río Limarí en Cruce San Julián con El Trapiche 6608648 276749 119

L6 APR San Julián 6608112 275648 127

L7 Río Limarí en Cruce Los Aromos 6609058 269787 89

L8 APR Cerrillos Tamaya 6610044 268730 83

P4 APR Los Nogales 6597674 275065 236

P1 APR Graneros 6593756 281261 187

L9 Río Limarí en Barraza 6609058 269787 37

L10 APR Barraza 6605801 261532 46

P8 Vertiente, Rinconada Punitaqui 6581877 273804 567



P2 Estero Punitaqui en Camarico 6594347 273207 128

P3 APR Camarico Chico 6594114 272884 106

P5 Estero Punitaqui en Chalinga 6595884 270212 108

P6 APR Chalinga 6595671 270083 120

Las muestras de aguas superficiales fueron tomadas en los ríos de la cuenca,

procurando que los puntos de muestreo estuvieran cercanos a los de agua subterránea

(APR), para así lograr mantener uno de los objetivos de este trabajo, el de evaluar la

posible existencia de algún grado de interacción entre aguas superficiales y

subterráneas.

14




La Figura 3 muestra los sitios de muestreo, tanto de agua superficial como de agua

subterránea, en el área de estudio

Figura 3: Ubicación de sitios de muestreo de agua superficial y subterránea.

Las muestras para el análisis químico fueron colectadas en botellas plásticas de 1 litro.

Para cada punto de muestreo, se tomaron 3 muestras, una para el análisis de iones

mayores, otra para el análisis de metales pesados, siendo ésta conservada con 1 - 2

mL de ácido nítrico (concentración 65%) al momento de colectar la muestra, para tener

una correcta preservación, y una tercera para el análisis de isótopos de sulfato.

Las muestras para isótopos estables fueron colectadas en botellas plásticas de

polipropileno, de 125 mL, tomándose dos muestras en cada punto (en duplicado por

precaución). Para evitar la evaporación y el fraccionamiento isotópico de las muestras,

éstas fueron llenadas completamente y selladas con una lámina plástica (tipo parafilm)

Panulcillo

15




Después de la obtención de las muestras, éstas se almacenaron en terreno en hieleras,

y fueron mantenidas a una temperatura aproximada de 5ºC durante su transporte al

laboratorio. Luego, las muestras tanto de análisis químico y de isótopos estables, fueron

mantenidas aproximadamente a 4ºC, en el Laboratorio de Medio Ambiente del

Departamento de Minas de la Universidad de La Serena, hasta su posterior envío y

análisis en la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), ubicada en la ciudad de

Santiago.

Para la medición de isótopos radioactivos, específicamente Radón 222, se tomaron

igualmente dos muestras en cada punto de muestreo. Las muestras fueron obtenidas

en recipientes de vidrio, de 250 mL y de 1000 mL respectivamente, llenadas

completamente bajo el agua (evitando el contacto con la atmósfera), cerradas en forma

hermética, y conducidas al Laboratorio de Análisis Ambiental del Departamento

Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena.

Por último, los parámetros de pH, temperatura, conductividad eléctrica (CE) y oxígeno

disuelto (OD), fueron determinados en terreno, utilizando una sonda multiparámetros

portátil, marca Hanna, modelo HI 9828. Para una mejor precisión en la obtención de los

valores de estos parámetros, se utilizaron en forma complementaria papeles

indicadores de pH, marca Merck (determinación cualitativa), y sondas independientes

para CE, pH y OD marca HACH, modelos C0150, SENSION 1 y SENSION 6

respectivamente.

Los análisis químicos se realizaron en el Laboratorio de Análisis Químico de la

Comisión Chilena de Energía Nuclear. En las muestras se analizaron las

concentraciones disueltas de cada parámetro. Los parámetros químicos analizados, así

como las metodologías utilizadas se presentan en la Tabla 3.

16




Tabla 3: Metodología de Análisis.

Parámetro Límite de detección

(mg/L) Metodología

Calcio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Magnesio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Sodio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Potasio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Hierro 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Estroncio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Cloruro 0,1 Cromatografía líquida de alta

resolución (HPLC) STD.METHODS 20

ava edición parte 4110

Sulfato 0,05 Cromatografía líquida de alta



N-Nitrato 0,25 Cromatografía líquida de alta



Flúor 0,1 Potenciómetro Ion Analyzer

250 - Radiometer STD.METHODS 20


Aluminio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Boro 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Manganeso 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Plomo 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Zinc 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Fósforo 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Litio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

Silicio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava

edición parte 3120

La base de datos utilizada en este estudio para cada punto de muestreo, tanto la

información obtenida del laboratorio como la de terreno, está disponible en el Anexo A.

Se calculó el error de balance iónico de cargas, como medida de control de calidad de

la información, utilizando la expresión (Thyne et al, 2004):

17




Al igual que en Jofré (2011) se realizó el balance iónico de cargas sólo con aquellos

parámetros químicos que presentaban mayores concentraciones a lo largo del área de

estudio. Estos fueron: Na+, K+, Ca+2, Mg+2, HCO3-, Cl-, SO4

-2 y N-NO3-. Este balance se

realizó para todos los puntos de muestreo, sin diferenciar entre aguas superficiales y

subterráneas.

3.3 Análisis Isotópico

3.3.1 Deuterio y Oxígeno 18

Los isótopos estables deuterio y oxígeno 18 se analizaron en el Laboratorio de Isótopos

Ambientales de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN). Los resultados

están expresados en desviaciones por mil (positivas o negativas) con respecto a un

estándar. El estándar utilizado por la CCHEN es el V-SMOW, (Viena Standard Mean

Ocean Water) cuya razón isotópica de 18O y 2H es cercana al promedio de la razón

isotópica del agua de los océanos y se toma como valor referencial igual a cero.

18O / 16O SMOW = 0 2H / 1H SMOW = 0

La unidad de concentración isotópica, es el delta por mil, se describe como δ‰, y se

define según la siguiente expresión:

=Razón isotópica media de la muestra

=Razón isotópica media de la referencia (Carvajal, 2009)

La incerteza de las mediciones fue de 1‰ para el Deuterio y 0,05 ‰ para el Oxígeno

18.

Respecto a la línea meteórica, este estudio utilizó una línea meteórica local

determinada en Jofré (2011) con los valores isotópicos de las precipitaciones del año

18




2009 y 2010. Esto se obtuvo a partir de tres estaciones de colección de precipitación

cuya información se observa en la tabla 5.

Es importante mencionar que 18O y 2H se correlacionan a una escala global a través de

la relación: δ2H = 8 δ18O + 10, denominada línea meteórica mundial o GMWL (Global

Meteoric Water Line). Esta línea sirve como un punto de referencia en relación con las

aguas regionales y/o locales, para compararlas y así interpretar su composición

isotópica (Brodie et al., 2007). La GMWL también fue considerada en los análisis

gráficos de la información obtenida.

3.3.2 Radón 222

El análisis del radioisótopo Radón 222, se realizó en el marco de la memoria de título

de Jofré (2011) en el Laboratorio Ambiental del Departamento Ingeniería de Minas de la

Universidad de la Serena, en base a las muestras de agua superficiales y subterráneas

obtenidas en la segunda campaña de muestreo. Así, sólo una interpretación

complementaria de los resultados disponibles es llevada a cabo en esta memoria.

3.3.3 Sulfato

Para el análisis de los isotopos 34S y 18O a partir del sulfato, se realizó en primer lugar

un ajuste de pH (aproximadamente a 5) a cada una de las muestras previamente

filtradas (0.45 μm), mediante la adición de HNO3, con la finalidad de eliminar los

carbonatos y bicarbonatos presentes. Posteriormente el sulfato es precipitado como

BaSO4 adicionando a las muestras una solución de BaCl2, en cantidades de acuerdo a

la tabla 4 y considerando la cantidad de sulfato determinada en las muestras. Una vez

obtenido el precipitado se retiró una parte del sobrenadante. Este procedimiento fue

realizado en el Laboratorio de Análisis Ambiental del Departamento Ingeniería de Minas

de la Universidad de La Serena.

19




Tabla 4: Cantidad de BaCl2 en relación a la cantidad de sulfato de las muestras

Sulfato mg/L

Volumen de muestra

BaCl2*2H2O

10 2 L ~ 100 mg 50 500 mL ~ 150 mg 100 250 mL ~ 150 mg 200 100 mL ~ 100 mg

Posteriormente las muestras fueron enviadas para su análisis al Laboratorio de

Isótopos Ambientales de la Universidad de Waterloo, Canadá. Para el análisis de 34S, el

BaSO4 purificado fue pesado y luego combustionado a 1000ºC junto con Nb2O5 para

producir SO2, el cual fue conducido en una corriente de helio hasta el espectrómetro de

masa IsoChrom-IRMS donde este es analizado para 34S, con un error analítico de

0.3‰ (Morrison, et al., 1996). En el caso del 18O, el BaSO4 pesado fue combustionado

en un horno de pirólisis HEKAtech a 1350ºC para producir CO el cual fue conducido en

una corriente de helio hacia un espectrómetro de masa GVI IsoPrime-IRMS, con un

error analítico de 0.5‰ (Morrison, 1997).

3.3.4 Análisis preliminar de Recarga

Se utilizó la concentración de cloruro (Cl-) obtenida de los puntos de muestreo de agua

subterránea, para calcular la tasa de recarga de la Cuenca del Limarí. Esto se realizó

usando el método de balance de masa de cloruro.

Los métodos para el cálculo de recarga de acuíferos en zonas áridas y semiáridas que

utilizan trazadores ambientales, tales como el cloruro, resultan ser más satisfactorios,

ofrecen una fiabilidad relativa alta y un coste relativo bajo, además de ser una técnica

simple (Ruiz, 2003; Gee et al., 2005). En efecto, el cloruro es un buen trazador

ambiental ya que se encuentra naturalmente en la atmósfera (evaporación de los

océanos), es altamente soluble, no se adsorbe, es químicamente conservativo y

fácilmente medible. Se puede depositar en forma seca o húmeda, disuelto en el agua

de la lluvia. También, como la mayoría de las plantas no adsorben cloro, se concentra

en el suelo, como consecuencia de la evaporación. Una menor concentración de cloruro

20




en las aguas de un acuífero, indican que hay una mayor recarga de agua en el suelo

por efecto de las precipitaciones (Ruiz, 2003; Zagana et al., 2007).

Para el cálculo de la tasa de recarga, se utilizó la siguiente fórmula, con el supuesto de

que todo contenido de cloro en un acuífero deriva de aportes de las precipitaciones

(Zagana et al., 2007):

R= Pv*(Clluvia/Cagua subterránea)

R: Tasa de recarga (mm/año)

Pv: Volumen de precipitaciones (mm)

Clluvia: Concentración de cloruro en lluvia (mg/L)

Cagua subterránea: Concentración de cloruro en aguas subterráneas (mg/L)

Respecto a la información de las precipitaciones (agua caída en meses del 2010) ésta

fue obtenida de Jofré 2011. Los datos de las concentraciones de cloruro fueron

obtenidas de las muestras tomadas de los colectores de aguas lluvias ubicados en tres

localidades en la cuenca: Tulahuén, La Paloma y retén de Carabineros del sector de

Cerrillos de Tamaya (carretera) (ubicación de cada estación en Tabla 5). Cabe señalar

que para el cálculo de la tasa de recarga de cloruro en la zona de estudio, sólo se

utilizaron los datos de dos de las tres estaciones recolectadas: La Paloma y Carretera.

Los datos de La Paloma se utilizaron para el cálculo de tasa de recarga junto con los

puntos APR El Guindo (G3), APR Villaseca (H3) y APR Estación Recoleta (E1). Los

datos de Carretera se utilizaron en los siguientes puntos: APR Cerrillos de Tamaya (L8)

y APR Barraza (L10). En el resto de los puntos de muestreo se utilizó el promedio entre

las precipitaciones de La Paloma y Carretera.

21




Tabla 5: Ubicación de estaciones de muestreo de aguas lluvias.

Estación

Norte

UTM

Este

UTM

Altura

msnm

Tulahuén 6572954 331025 987

La Paloma 6602501 304970 335

Carretera 6614319 260800 214

3.4 Análisis de la Información

3.4.1 Métodos Gráficos

Los métodos gráficos simples fueron utilizados para establecer la variación espacial de

las concentraciones, tanto para aguas superficiales como para aguas subterráneas

(según componente hidrológico), además de relaciones entre las variables. Los análisis

gráficos se realizaron para parámetros individuales, subconjuntos de parámetros y para

razones entre ciertas variables seleccionadas. Los gráficos se realizaron utilizando los

programas Excel (Microsoft Office 2007) y AqQa versión 1.1.1 2006 (Rockware Inc.).

Complementariamente, para un mejor análisis e interpretación de los datos, se

realizaron diagramas “araña” basados en las concentraciones medias mundiales para

ciertos parámetros medidos en aguas superficiales. Los parámetros con sus respectivos

valores de referencia se muestran en la Tabla 6.

22




Tabla 6: Concentraciones medias mundiales.

Parámetro Concentración media mg/L

Cationes y Aniones Mayores

Ca 17,6

Mg 3,9

Na 6,7

K 2,2

HCO3 47

NO3 1

SO4 11,5

Cl

Elementos en Trazas

B 0,02

Fuente: Elaboración a partir de; Allégre et al. 1973; Levinson, 1974.

3.4.2 Métodos Estadísticos

3.4.2.1 Métodos Estadísticos Simples

Se realizó un análisis estadístico descriptivo (media, mediana, desviación estándar,

máximo y mínimo), con la finalidad de explicar en forma general la distribución, rango y

comportamiento de los datos analizados. A la vez se realizó una comparación con los

valores obtenidos en igual procedimiento en la campaña anterior.

3.4.2.2 Métodos Estadísticos Multivariados

En primer lugar se realizó una selección de las variables a trabajar. Se corrigieron los

parámetros “censurados”, aquéllos con valores menores o iguales al límite de

detección, reemplazando éstos por el promedio entre cero y el valor del límite de

detección para cada parámetro.

Luego se seleccionaron los parámetros para el análisis multivariado, considerando sólo

aquellos cuyo porcentaje de valores censurados fuese menor a 30. Una vez obtenidos

23




estos parámetros, se procedió a determinar la distribución estadística de cada uno de

ellos.

Para verificar los ajustes de cada parámetro seleccionado se realizó el test de

Anderson-Darling (A-D) utilizando el programa Minitab 16, ya que para asegurar una

correcta utilización de las técnicas multivariadas, los parámetros deben presentar una

distribución normal. Este análisis consiste en hacer una comparación entre los valores

de A-D y p-value arrojados en las curvas comparativas tanto para Normal y Lognormal.

Se utilizó un nivel de significancia α=0,05, con una hipótesis nula de no rechazar Ho

cuando el p-value tenga un valor mayor a 0,05. Para aquellos parámetros que no

seguían una distribución normal se aplicó una transformación logarítmica. En el Anexo

B, se muestra el análisis comparativo bajo el test de Anderson-Darling.

Las técnicas estadísticas multivariadas utilizadas en este estudio fueron el Análisis de

Clusters (Q-mode) y Análisis de Componentes Principales (PCA). Una herramienta muy

utilizada para analizar la química de las aguas es el método de análisis de clusters.

Este consiste en agrupar las muestras en clusters o conglomerados de similares

características y así poder establecer con éstos una coherencia espacial dentro de la

zona de estudio. En relación a Q-mode, esta técnica forma los clusters según la

variación entre las muestras, a diferencia de R-mode que lo hace según las fuentes de

variación en un set de parámetros (Thyne et al., 2004).

Para realizar el análisis de clusters se utilizó el software Minitab 16 (Minitab Inc.). Con la

finalidad de generar clusters más distintivos, se utilizó una combinación del método de

vinculación Ward y de distancia Euclidiana. En relación a la estandarización de los

datos, que centra los valores alrededor de media de cero y escalas de variabilidad de

cada parámetro a un similar rango, se calculan automáticamente durante el análisis

estadístico en Minitab 16 (Albrecht, 2007) (Las opciones seleccionables para que el

software estadístico realice los cálculos se muestran en el Anexo D).

La elección del número de clusters es subjetiva. En esta oportunidad se utilizaron dos

criterios, uno estadístico y otro arbitrario. Como criterio estadístico, se utilizó en este

caso el de Sneath: 2/3 Dmáx, siendo Dmáx la distancia máxima de separación, para

24




definir los grupos principales. Posteriormente se usó un criterio arbitrario, para definir

los subgrupos de forma tal de definir grupos menores y analizar la coherencia

(significado) espacial de su distribución.

El Análisis de Componentes Principales es una técnica analítica multivariada que

consiste en reducir la variabilidad de un set de datos en menos variables que estén

compuestas por combinaciones lineales de las variables originales, y además serán

independientes entre sí (Albrecht, 2007). En este análisis, pocos factores explicarán

gran parte de la variabilidad total.

El número total de componentes generados indica el número total de posibles fuentes

de variación en los datos. Los componentes son clasificados en orden de mérito. Así, el

primer componente que tenga valor propio (eigenvalue) más alto, representa la más

importante fuente de variación de los datos. El último factor es el proceso menos

importante que contribuye a la variación química (Yidana et al., 2008).

Para el Análisis de Componentes Principales, al igual que en el análisis de clusters, se

utilizó el programa Minitab 16. La determinación de los componentes se realizó

utilizando el criterio de Kaiser, el que establece que serán retenidos aquellos

componentes principales con valores propios (o eigenvalue) mayores o iguales a 1.

25




4 RESULTADOS Y DISCUSIONES

4.1 Grupo Final de Datos Analizados

Con respecto al error analítico de los análisis de laboratorio, y como se observa en la

Tabla 7, más del 95% de las muestras obtuvieron errores menores al ±10%. Sólo una

de las 31 muestras obtuvo un error levemente superior a ±10% (11.8%). En cuanto a

esta muestra, correspondiente al punto Vertiente Rinconada de Punitaqui (P8), no fue

eliminada puesto que presentó valores que fueron considerados de todas formas como

aceptables. Por lo tanto, se procedió a utilizar las 31 muestras en su totalidad para el

análisis del presente estudio.

De los resultados obtenidos, los cuales se presentan en la Tabla 8, se observa que los

porcentajes de datos censurados no variaron considerablemente para cada parámetro,

tanto en las muestras de agua superficial como para agua subterránea.

Finalmente y de acuerdo a la Tabla 8, los parámetros que se consideraron para la

realización de los análisis en esta memoria (análisis multivariado, gráficos, etc.) son:

Ca, Mg, K, Na, Cl, N-NO3, HCO3, SO4, F, Sr, B, Si, Dureza Total, pH, CE, OD, STD, 18O

y 2H.

Nota 1: El parámetro dureza total se determinó a partir de los resultados separados obtenidos para calcio

y magnesio, aplicando la formula: Dureza (mgCaCO3/L)= 2,497(mg Ca/L) + 4,118(mg Mg/L). (Fuente:

Laboratorio de análisis químico – Comisión Chilena de Energía Nuclear).

26




Tabla 6: Errores analíticos para cada punto de muestreo.

Punto Sector % error

G1 Río Grande (A.Ab. Embalse La Paloma) + 5.8

G2 Río Grande en El Guindo + 5.4

G3 APR El Guindo + 4.2

H1 Embalse Recoleta + 6.3

H2 Río Hurtado en Villaseca + 4.8

H3 APR Villaseca + 5.5

E1 APR Estación Recoleta + 5.1

E2 Estero El Ingenio en Lagunillas + 2.9

E3 Estero El Ingenio en cruce Talhuén + 1.4

E4 Estero El Ingenio en Badén + 4.7

E5 Estero El Ingenio en cruce El Trapiche + 1.6

E6 APR El Trapiche + 2.8

L1 Río Limarí en Los Peñones + 4.3

L2 Aguas del Valle (Ovalle) + 5.0

L3 Río Limarí en La Chimba + 5.5

L4 APR Limarí + 4.6

L5 Río Limarí en cruce San Julián con El Trapiche + 3.4

L6 APR San Julián + 2.2

L7 Río Limarí en Cruce Los Aromos + 2.4

L8 APR Cerrillos Tamaya + 2.0

L9 Río Limarí en Barraza + 3.2

L10 APR Barraza + 2.8

P1 APR Graneros + 4.3

P2 Estero Punitaqui en Camarico + 3.4

P3 APR Camarico Chico + 4.3

P4 APR Los Nogales + 4.4

P5 Estero Punitaqui en Chalinga + 2.5

P6 APR Chalinga + 3.6

P7 Vertiente, Rinconada Punitaqui + 8.4



27




Tabla 7: Porcentaje de datos censurados para los diferentes parámetros obtenidos del

total de análisis (muestras).

Parámetros A. Superficial % A. Subterránea %

Ca 0 0

Mg 0 0

Na 0 0

K 0 0

Fe 67 75

Sr 0 13

HCO3 0 0

Cl 0 0

SO4 0 0

PO4 67 50

N (NO3) 27 25

F 0 0

Al 93 100

B 0 19

Mn 73 94

Pb 100 94

As 93 100

Cd 100 100

Cu 100 100

Zn 93 100

P 67 50

Li 100 100

Si 0 0

Conductividad 0 0

Dureza Total 0 0

pH 0 0

STD 0 0

OD 0 0

δ‰ 2H 0 0

δ‰18O 0 0

28




4.2 Hidroquímica

4.2.1 Análisis Estadístico Simple Descriptivo

En las Tablas 9 y 10 se presentan los estadísticos descriptivos obtenidos a partir de los

resultados del muestreo, para aguas superficiales y subterráneas respectivamente.

Los valores en rojo (en ambas tablas) corresponden a aquellos menores o iguales al

límite de detección, los cuales fueron reemplazados por el promedio entre cero y el

valor del límite para cada parámetro. Además se presentan razones de medias y

medianas con respecto a la primera campaña (analizada por Jofré, 2011).

29




Tabla 9: Estadísticos descriptivos agua superficial, 2º muestreo (15 muestras).

Mínimo Máximo Media Mediana Desv.Est. Media Mediana

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 2/1 2/1

Ca 49,8 266,0 114,8 113,0 73,6 1,15 1,07

Mg 12,3 125,0 38,1 40,7 39,4 1,06 0,95

Na 21,3 322,0 94,0 114,0 117,5 1,01 0,97

K 1,9 7,5 3,6 3,1 2,1 0,86 0,01

Fe 0,10 0,2 0,1 0,1 0,0 1,00 1,00

Sr 0,24 1,3 0,6 0,5 0,4 1,16 0,85

HCO3 158,60 468,5 275,8 287,9 97,3 1,09 1,13

Cl 10,2 569,0 98,6 151,0 237,8 1,15 1,31

SO4 52,4 767,0 176,5 159,0 201,9 1,04 1,01

PO4 0,10 0,9 0,1 0,1 0,2 0,03 0,02

N (NO3) 0,13 8,5 0,6 0,6 2,1 0,48 0,43

F 0,07 1,0 0,2 0,2 0,2 1,01 1,02

Al 0,10 0,1 0,1 0,1 0,0 1,00 1,00

B 0,14 0,5 0,2 0,2 0,1 1,11 1,05

Mn 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 1,00 1,00

Pb 0,10 0,05 0,1 0,1 0,0 1,00 1,00

As 0,01 3,7 0,015 0,010 0,953 1,48 1,00

Zn 0,10 0,1 - - - - -

P 0,10 0,9 0,1 0,1 0,2 1,00 1,00

Li 0,10 0,10 - - - - -

Si 1,3 14,2 6,7 8,4 3,1 0,90 0,89

CE 363,67 2956,7 1105,6 1166,0 970,0 1,33 1,13

Dureza Total

175,00 1116,5 453,1 399,2 335,9 1,12 1,14

pH 7,5 9,3 8,5 8,7 0,6 1,07 1,10

TDS 170,0 1496,0 531,6 547,0 493,4 1,13 0,92

DO 5,3 11,5 7,2 6,4 2,1 0,88 0,71

δ2H (‰) -75,50 -42,6 -59,2 -61,2 8,3 0,99 1,01

δ18O (‰) -9,61 -5,3 -7,3 -7,5 1,0 0,99 1,01

Media y Mediana 2/1: corresponden a un parámetro que compara la media y mediana de la segunda

campaña con respecto a la primera.

30




Tabla 10: Estadísticos descriptivos agua subterránea, 2º muestreo (16 muestras).

Mínimo Máximo Media Mediana Desv.Est. Media Mediana

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 2/1 2/1

Ca 32,0 281,0 99,5 107,0 70,4 1,13 1,12

Mg 17,7 126,0 39,2 38,1 31,3 1,09 1,04

K 1,9 8,5 3,8 3,9 2,0 1,10 1,16

Na 32,9 339,0 105,6 115,4 101,9 1,03 1,13

Cl 26,1 805,0 118,8 109,0 230,7 1,10 0,98

F 0,2 0,5 0,3 0,2 0,1 3,00 2,00

HCO3 190,0 492,0 308,2 314,0 89,9 1,07 1,13

Dureza Total

178,6 1220,5 422,8 366,1 291,0 1,11 1,12

PO4 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 0,04 0,04

N (NO3) 0,13 13,8 1,4 2,3 4,1 0,57 1,05

SO4 10,7 417,0 116,7 133,0 120,6 0,98 0,94

Al 0,10 0,10 - - - - -

B 0,10 0,3 0,2 0,2 0,1 1,11 0,95

As 0,01 0,01 - - - - -

Fe 0,10 2,6 0,1 0,1 0,7 1,00 1,00

Mn 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 1,00 1,00

Pb 0,10 0,8 0,1 0,1 0,2 1,00 1,00

Zn 0,10 0,10 - - - - -

P 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 1,00 1,00

Li 0,10 0,10 - - - - -

Sr 0,10 1,6 0,4 0,5 0,5 0,92 1,04

Si 8,70 23,4 12,6 12,0 4,3 1,01 1,06

pH 6,91 8,4 7,7 7,7 0,4 1,04 1,03

DO 2,63 7,0 5,2 6,1 1,4 1,14 1,12

CE 433,5 3548,5 1328,5 1522,3 997,4 1,37 1,48

TDS 204,0 1696,0 527,8 512,5 436,8 0,97 0,89

δ2H (‰) -74,7 -34,5 -53,3 -54,8 11,4 1,05 0,99

δ18O (‰) -9,52 -5,5 -7,0 -7,1 1,0 1,02 1,02

Media y Mediana 2/1: corresponden a un parámetro que compara la media y mediana de la segunda

campaña con respecto a la primera.

Comparando estos resultados, con los obtenidos por Jofré (2011) no se observan

diferencias considerables en los valores obtenidos, exceptuando los parámetros F, PO4

y N-NO3, tanto en las muestras de agua superficial como subterránea. En el caso del

31




PO4 el presente estudio muestra valores menores a los exhibidos en la primera

campaña en aproximadamente 25 veces. De igual modo los valores de N-NO3

disminuyen en la presente campaña. Por el contrario, el F aumenta sus valores en el

presente análisis llegando a triplicar al estudio anterior en su media.

4.2.2 Análisis Gráfico: Variaciones Espaciales

Como parte del análisis de la información se presentan a continuación los resultados,

tanto de aguas superficiales como subterráneas, de la variación espacial de los

diferentes parámetros. Se incluyen en los gráficos, a modo referencial, los valores de

las normas chilenas NCh 1333 para riego y NCh 409 para agua potable, para el caso de

agua superficial y subterránea respectivamente (lo anterior considerando el principal

uso dado a cada componente).

4.2.2.1 Parámetros Generales

a) pH

La figura 4 (Paneles A y B) representan el comportamiento de esta variable. En el caso

de las muestras correspondientes a agua subterránea se observa que los puntos entre

el Embalse la Paloma (G1) y Río Limarí en La Chimba (L3), presentan valores un poco

más altos, sobrepasando levemente los valores estipulados en la NCh 409. El resto de

los valores correspondientes a agua superficial se encuentran dentro los límites

permisibles con características de neutras.

En el panel B, correspondiente a agua subterránea, se observa que si bien los valores

difieren unos de otros, se encuentran todos dentro del rango que admite la NCh 409 y

que la clasifican como neutra.

En comparación con los resultados obtenidos en el primer muestreo se puede señalar

que no existe una diferencia importante entre los resultados de una campaña y otra con

relación al parámetro pH.

32




Figura 4: Panel A, variación espacial de pH en agua superficial; Panel B, variación espacial de pH en

agua subterránea; NCh 1333; NCh 409

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5Puntos

Un

idad

pH

Dirección del Flujo A

6,0

7,0

8,0

9,0

G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9

Un

idad

pH

Puntos

Dirección del Flujo B

33




b) Conductividad Eléctrica

Como se observa en la figura 5, en aguas superficiales (Panel A), la conductividad

muestra valores similares a medida que se avanza en la cuenca, a excepción del Estero

El Ingenio, ya que en el punto El Ingenio en Badén (E4) se presenta el valor más alto.

De acuerdo a lo señalado en Jofré (2011) esto puede deberse a las piscinas de

evaporación presentes en Panulcillo, que infiltran agua (con niveles de salinidad

aumentados por efecto del proceso evaporativo) hacia el estero.

Respecto a aguas subterráneas (Panel B), se repite lo observado en Jofré (2011) donde

se señalaba que la conductividad comienza a aumentar en el punto de APR El Trapiche

(E6), aguas abajo de El Ingenio en Badén, y llega a su valor más alto en APR Cerrillos

de Tamaya (L8), punto ubicado luego de la confluencia del Río Limarí con el Estero El

Ingenio.

La cercanía geográfica existente entre los puntos nombrados como peaks, tanto en

aguas superficiales como subterráneas, podría ser un indicador de una posible

interacción entre éstos, lo cual se manifiesta en el análisis de ambas campañas de

muestreo.

34




Figura 5: Conductividad eléctrica en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5

Dirección del Flujo

CE

uS/

cm

Puntos

A

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


CE

uS/

cm

Puntos


35




c) CE- pH:

Se presenta a continuación la relación entre pH y conductividad eléctrica para los

muestreos de aguas superficiales y subterráneas. Para el caso de las aguas

superficiales (Figura 6, panel A) se observa que, al igual que en Jofré (2011) la relación

pH y conductividad es inversa hasta el punto Río Limarí en La Chimba (L3). Cabe

destacar los puntos desde Badén El Ingenio (E4) hasta el Estero Punitaqui Camarico

(P2) donde los valores de conductividad son altos (valores > 2000 uS/cm) con respecto

a los valores de pH. Esto puede deberse a las concentraciones salinas naturales

encontradas al final de la cuenca, donde se ubican estos puntos.

En aguas subterráneas (Fig. 6, Panel B), se observa que hasta el APR San Julián (L6)

existe una relación inversa entre el pH y la conductividad, donde esta última aumenta

mientras la primera disminuye, esto porque al disminuir el pH aumenta la concentración

de iones en el agua.

En los puntos L8 y L10, hay un aumento en los niveles de conductividad. Esto podría

deberse a que las aguas infiltradas provienen del Estero el Ingenio, que son aguas con

alta conductividad.

36




Figura 6: Variación de la conductividad eléctrica y pH en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel

B). EM Conductividad eléctrica; bj pH

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


CE

uS/

cm

Un

idad

pH

A

6,5

6,7

6,9

7,1

7,3

7,5

7,7

7,9

8,1

8,3

8,5

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


CE

uS/

cm

Un

idad

pH

B

37




4.2.2.2 Cationes Mayores

a) Ca-Mg-Na

En la figura 7 (paneles A y B), se observa que existe una relación directa entre los

niveles de Ca, Mg y Na, tanto en aguas superficiales como en aguas subterráneas. En

aguas superficiales las mayores concentraciones se agrupan en el área de muestreo

comprendida entre los puntos Estero El Ingenio después de Panulcillo (E3) y el Estero

Punitaqui en Chalinga (P5). En el caso de aguas subterráneas, las mayores

concentraciones se observan en los puntos correspondientes al APR El Guindo (G3) y

APR Estación Recoleta (E1).

Cabe destacar que los valores observados tanto para agua superficial como

subterráneas se comportan de manera similar y dentro de los mismos órdenes de

magnitud. A excepción de los puntos de agua subterráneas APR El Guindo (G3), APR

Villaseca (H3) y APR Estación Recoleta (E1), que presentan valores bastante

superiores a lo observado en la anterior campaña de muestreo, se puede señalar que el

comportamiento general es similar en ambos periodos.

38




Figura 7: Calcio, magnesio y sodio en aguas superficiales (Panel A) y subterránea (Panel B).

# K Ca; a I Mg; % - Na. (Notar la escala logarítmica de la figura).

1

10

100

1000


Ca

-M

g -

Na

mg/

L

Puntos


A

1

10

100

1000


Ca

-M

g -

Na

mg/

L

Puntos

B

39




b) Razón Ca/Mg

La razón Ca/Mg en aguas superficiales (figura 8, panel A), muestra una gran variación

en los diferentes puntos de muestreo. En los puntos correspondientes al Embalse La

Paloma (H1) y Rio Hurtado en Villaseca (H2) las concentraciones del Ca son casi 6

veces las de Mg, mientras que en los puntos Limarí en Barraza (L9) y Estero Punitaqui

Camarico (P2) la razón se vuelve cercana a 0 (es decir, Mg>Ca). En Limarí la razón

Ca/Mg va disminuyendo a medida que se avanza en la dirección del flujo.

En aguas subterráneas, la razón fue mostrando el mismo comportamiento que las

aguas superficiales disminuyendo en la dirección del flujo (figura 8, panel B).

En relación a la campaña previa analizada en Jofré (2011) se puede señalar que no

existen diferencias considerables, sólo cabe destacar la disminución suave de la razón

en cuestión en los puntos de agua superficial Limarí en Barraza (L9) y Estero Punitaqui

Camarico (P2).

40




Figura 8: Razón Ca/Mg en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

0,0

2,0

4,0

6,0



A

Ra

zón

Ca/

Mg

Puntos

0,0

2,0

4,0

6,0


Ra

zón

Ca/

Mg

Puntos

B

41




c) Razón Ca/Na

La razón Ca/Na en aguas superficiales y subterráneas se comporta de la misma

manera que en el muestreo anterior.

En aguas superficiales (figura 9, panel A) se observa una disminución de la razón

Ca/Na en la dirección del flujo para los sectores de El Ingenio, Rio Hurtado y Limarí

hasta el Cruce San Julián con El Trapiche (L5). Sin embargo estos valores indican que

existe una predominancia de Ca por sobre los niveles de Na observados. Esta situación

varía desde (E4) en adelante, donde el elemento predominante es el Na.

En aguas subterráneas (figura 9, panel B), la razón no mostró gran variación a lo largo

de la cuenca, exceptuando el punto de muestreo correspondiente al APR Villaseca (H3)

en el cual se observa que el valor de Ca triplica al Na. Cabe señalar que las

concentraciones de Na fueron mayores que las de Ca en la mayoría de los sectores.

42




Figura 9: Razón Ca/Na en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5


Ra

zón

Ca/

Na

A

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5


Ra

zón

Ca/

Na

Puntos

B

43




4.2.2.3 Aniones Mayores

a) SO4

Se observa en la figura 10, panel A que las concentraciones de SO4 en aguas

superficiales presentan valores bajo el límite permisible de la norma (NCh 1333) hasta

el punto del Estero El Ingenio después de Panulcillo (E3), donde al igual que en la

campaña anterior, se sobrepasa el valor normado. Tal como se señaló en Jofré (2011)

es posible que estos altos valores se deban a las infiltraciones provenientes de las

piscinas de evaporación de la compañía minera Panulcillo. Cabe señalar, que a medida

que se avanza aguas abajo, esta concentración va disminuyendo (aunque igualmente

se sobrepasa el límite permisible). En el Estero Punitaqui en Chalinga (P5) vuelve a

presentar un leve aumento, lo que puede atribuirse al aporte que generan la lixiviación

de las terrazas marinas que conforman esta área.

En aguas subterráneas, las concentraciones de todos los puntos de muestreo

estuvieron por debajo de los límites permisibles (figura 10, panel B). De todas formas se

observa un aumento de éstas desde los pozos ubicados en el estero El Ingenio (APR El

Trapiche, E6) hasta los pozos emplazados en el río Limarí (APR Cerrillos de Tamaya,

L8) relacionado directamente a lo mencionado en aguas superficiales. Destacan los

bajos valores encontrados en las vertientes del estero Punitaqui (P7, P8 y P9).

Considerando los elevados valores de sulfatos detectados en algunos sectores de la

cuenca, y a la preocupación que esto ha generado en asociaciones de regantes, es que

en forma particular en esta memoria se incluye un análisis de isótopos de sulfatos, el

que se presenta al final del trabajo, como una forma de precisar el origen de este anión

en las aguas superficiales y subterráneas en la cuenca de Limarí.

44




Figura 10: Sulfato en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

NCh 1333 NCh 409

0

200

400

600

800

1000


Puntos

SO4

mg/

L

Dirección del FlujoA

0

200

400

600

800

1000


Puntos

SO4

mg/

L

Dirección del FlujoB

45




b) Cl

No se observan diferencias en estos resultados con lo obtenido por Jofré (2011). Ante

esto, y con respecto al agua superficial, se puede señalar que las subcuencas del Río

Grande y Hurtado se presentan bajas concentraciones de Cl. En el Estero El Ingenio y

a medida que avanzamos hacia la costa se encontraron concentraciones mayores que

las de las subcuencas nombradas anteriormente, lo que puede deberse a los aportes

de Cl provenientes de neblinas con contenidos salinos de origen marino y también por

la presencia de terrazas marinas presentes al final de la cuenca.

La figura 11, panel B, muestra con respecto a las aguas subterráneas, altas

concentraciones de Cl en los pozos muestreados del Estero El Ingenio

coincidentemente con lo observado en aguas superficiales. Los puntos APR Cerrillos de

Tamaya (L8) y APR Barraza (L10), presentan altas concentraciones de cloruro, en

directa relación con lo mencionado en aguas superficiales para el final de la cuenca.

46




Figura 11: Cloruro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

NCh 1333 NCh 409.

1

10

100

1000


Puntos

Cl m

g/L

A


1

10

100

1000


Puntos

Cl m

g/L

B

47




c) HCO3

Al igual que en la campaña de muestreo de otoño (Abril 2010), el bicarbonato en aguas

superficiales (Fig. 12, panel A) muestra concentraciones mayores a medida que se

avanza de acuerdo a la dirección del flujo, hasta el punto Estero El Ingenio en cruce

Talhuén (E3), donde las concentraciones bajan levemente. Esto podría atribuirse al

aporte de lixiviados provenientes de Panulcillo, que actúan acidificando levemente las

aguas. De todos modos es necesario indicar que si avanzamos, en la dirección del flujo,

los valores vuelven a subir.

A modo de observación cabe destacar que el punto de agua superficial ubicado en el

Embalse Recoleta (H1), muestra un valor menor de bicarbonato que en la campaña

anterior, casi la mitad (161 mg/L vs 356 mg/L respectivamente), lo cual es concordante

con la diferencia de pH observado en el punto que es mayor en la presente campaña

(7.7 vs 9.3). Esto se explica ya que, a medida que el pH aumenta en el agua, el

bicarbonato va disminuyendo y van apareciendo los carbonatos.

En aguas subterráneas (Fig. 12, panel B) se observa una situación similar a lo obtenido

en la campaña de muestreo anterior, es decir, las concentraciones de bicarbonato

aumentan a medida que avanzamos en la dirección del flujo hasta llegar a APR

Estación Recoleta (E1) donde desciende. En relación a los puntos del Estero Punitaqui,

se reafirma lo observado en Jofré (2011), ya que APR Graneros (P1) y APR Los

Nogales (P4) presentan valores muy diferentes, de acuerdo a lo allí señalado, por la

influencia de las aguas de regadío del embalse La Paloma sobre estas aguas.

48




Figura 12: Bicarbonato en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

0

100

200

300

400

500


HC

O3

mg/

L

Puntos

Dirección del Flujo A

0

100

200

300

400

500

600


HC

O3

mg/

L

Puntos

B

49




d) N-NO3

El nitrato (expresado como nitrógeno) en aguas superficiales (Fig. 13), presenta un

comportamiento sin una tendencia definida a medida que se avanza en la dirección del

flujo. El punto de mayor concentración de nitrato es Estero El Ingenio en Badén (E4), el

cual influencia directamente al punto Estero El Ingenio Cruce El Trapiche (E5),

aumentando sus valores del parámetro en estudio, probablemente por efecto de las

actividades agrícolas desarrolladas en esa subcuenca. Luego, ya en L7 (Río Limarí

cruce Los Aromos), disminuye la concentración, no encontrándose una explicación

clara para esta situación. Cabe destacar que los valores de los demás puntos

pertenecientes al Río Limarí (L1, L3 y L7) son menores a los analizados en la campaña

anterior.

Al igual que en el caso anterior, en aguas subterráneas (Fig. 14) las concentraciones de

nitrato presentan comportamientos variables en cada punto de muestreo,

probablemente por su interacción con las aguas superficiales. Al igual que el punto de

agua superficial Río Limarí en cruce San Julián con El Trapiche (L5) el punto APR

Limarí (L4) sufre un aumento probablemente por una interacción entre ambas. De igual

modo ocurre con los puntos P1 y P4. La variabilidad de las concentraciones de nitrato

en el Estero Punitaqui, al igual que se señaló para el bicarbonato, se deben

posiblemente a la influencia de las aguas del embalse La Paloma. En cuanto a los

puntos de Rinconada de Punitaqui, al igual que en Jofré (2011) el punto P8 presentó la

concentración más alta de toda la cuenca con 13.8 mg/L de N-NO3. Tal como ocurrió en

el caso de las aguas superficiales los valores de nitratos para los puntos ubicados en el

Río Limarí fueron menores a los obtenidos por Jofré (2011) en la campaña anterior.

50




Figura 13: N-NO3 en agua superficial.

Figura 14: N-NO3 en agua subterránea. NCh 409.

0,1

1,0

10,0


Puntos

N-N

O3

mg/

L

0,1

1,0

10,0

100,0


N-N

O3

mg/

L

Puntos

51




e) SO4-Cl-HCO3

El panel A de la figura 15 muestra el comportamiento de los parámetros SO4, Cl y HCO3

en el agua superficial, los que se aprecian similares. Cabe mencionar que al igual que

en Jofré (2011) en el punto E3 (Estero El Ingenio en Cruce Talhuén) se observan

niveles de sulfato mayores que los de bicarbonato, esto probablemente, por efectos de

la infiltración de soluciones provenientes de las canchas de evaporación de lixiviados

provenientes de la Compañía Minera Panulcillo.

En aguas subterráneas (fig. 15, panel B), los parámetros aquí analizados mostraron un

comportamiento similar al exhibido en aguas superficiales, con incremento en el río

Limarí, y una disminución importante en Rinconada de Punitaqui.

En general y al igual que en la campaña anterior, aguas superficiales y subterráneas

siguen una misma tendencia, con concentraciones que van en aumento hacia la parte

terminal de la cuenca, exceptuando los puntos de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y

P9), con valores menores.

52




Figura 15: Sulfato, cloruro y bicarbonato en aguas superficiales (Panel A) y subterráneas (Panel B).

-% SO4; bj Cl; #K HCO3

1

10

100

1000


Puntos

SO4

-C

l -H

CO

3m

g/L

A


1

10

100

1000


Puntos

B

SO4

-C

l -H

CO

3m

g/L

53




f) Razón SO4/Cl

En aguas superficiales (figura 16 A), la razón SO4/Cl presenta su máximo en la

subcuenca del río Hurtado, donde la concentración de sulfato es 10 veces la de cloruro,

situación que fue detectada (SO4 >> Cl) en ambas campañas de muestreo. Hacia el

final de la zona de estudio (L7, L9) se incrementan los niveles de SO4 en forma

importante, pero también los de Cl, lo que hace tener una razón menor. Esto último

puede estar asociado a la presencia de terrazas marinas, enriquecidas en Cl, en la

zona.

Respecto a las aguas subterráneas (figura 16 B), la razón muestra que los valores de

cloruro son mayores a los de sulfato desde los puntos en que confluyen el Río Limarí

con el Estero El Ingenio, E6 (APR El Trapiche) y L6 (APR San Julián). Esto podría

atribuirse al proceso de “reciclaje” de cloruro que genera el clima de la zona,

transportándolo en forma de aerosol en la neblina costera y haciéndolo viajar hasta la

zona central del área de estudio.

Los resultados obtenidos en este punto del análisis no difieren de lo obtenido en la

campaña anterior.

54




Figura 16: Razón SO4/Cl en aguas superficiales (Panel A) y subterráneas (Panel B)

0,1

1,0

10,0

100,0



Ra

zón

SO

4/C

l

A

0,1

1,0

10,0

100,0

G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9Puntos


Ra

zón

SO

4/C

l

B

55




4.2.2.4 Metales

a) Cu: En el 100% de los puntos muestreados en la zona de estudio, tanto de agua

superficial como subterránea, las concentraciones de cobre se encuentran por debajo

del límite de detección. Esta situación hace imposible la realización de un análisis más

profundo de este parámetro químico. Una situación muy similar se observó en la

campaña de otoño en la cual sólo dos puntos registraron valores levemente por sobre el

límite de detección.

b) Fe: Como se observa en el panel A de la figura 17, el comportamiento del hierro en

agua superficial se presenta en la mayoría de las muestras por debajo de los límites de

detección y con valores muy inferiores a la norma correspondiente (NCh 1333). Las

excepciones (con respecto al límite de detección)las constituyeron Río Grande en El

Guindo (G2), Río Limarí en Los Peñones (L1), Estero El Ingenio en Lagunillas (E2),

Estero Punitaqui en Camarico (P2) y Estero Punitaqui en Chalinga (P5). Los dos últimos

puntos anteriormente señalados también presentaron valores detectables y muy

similares a los presentes en el muestreo anterior.

En aguas subterráneas se observa que gran parte de los puntos de muestreo,

presentan valores bajo el límite de detección y también bajo los límites permisibles de la

norma. La excepción, la constituyen APR El Trapiche (E6) y APR Chalinga (P6) con

valores de hierro sobre los límites normados, correspondientes a 2.6 mg/L y 1.3 mg/L

respectivamente. En comparación con el muestreo anterior se aprecia una disminución

en la cantidad de puntos que exceden la normativa (de 4 a 2), repitiéndose los dos

anteriormente nombrados.

56




Figura 17: Hierro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

NCh 1333 NCh 409

(Los puntos graficados menores a 0,1 corresponden a valores corregidos debido a que se ubicaron bajo

el límite detección)

0,01

0,10

1,00

10,00


Puntos

Fe m

g/L

A

0,01

0,10

1,00

10,00


Fe m

g/L

Puntos

B

57




c) Al: Las concentraciones de aluminio tanto en aguas superficiales como en aguas

subterráneas, son en su gran mayoría valores por debajo del límite de detección

exceptuando sólo el punto de agua superficial Río Grande en el Guindo (G2) donde se

registra un valor de 0.14 mg/L.

Comparando con lo obtenido en el muestreo anterior se puede señalar que este

parámetro presentó un comportamiento similar, tanto en aguas superficiales como

subterráneas, teniendo si en aquella oportunidad un mayor número de valores

detectables, de los cuales ninguno corresponde al observado en el presente análisis.

Sin embargo su magnitud es muy similar a lo hallado en el presente análisis.

d) Zn: En agua superficial y subterránea el zinc presentó un comportamiento similar al

obtenido en el análisis de los parámetros químicos Cu, Fe y Al. En agua superficial se

obtuvieron casi en su totalidad valores por debajo del límite de detección (<0.1 mg/L).

La excepción corresponde al punto Estero El Ingenio antes de Panulcillo (E2) que

registra un valor de 0.1 mg/L. En agua subterránea se obtuvieron todos los valores por

debajo del límite de detección, a diferencia de lo obtenido en la campaña anterior donde

se exceptuaron los puntos APR El Guindo (G3) y APR Villaseca (H3).

e) As: Los resultados de arsénico en la gran mayoría de los puntos de muestreo de la

zona de estudio, tanto para aguas superficiales como en aguas subterráneas,

presentaron valores por debajo del límite de detección (<0.02 mg/L), lo que hace

imposible un análisis más en profundidad acerca de éste parámetro químico. La única

excepción la constituye el punto de agua superficial Río Limarí cruce Los Aromos (L7)

que registra 3.7 mg/L, valor considerable ya que sobrepasa altamente el máximo

considerado para este parámetro en la NCh 1333 que indica 0.1 mg/L. En agua

subterránea se obtuvieron todos los valores por debajo del límite de detección.

f) B: La totalidad de las muestras de agua superficial analizadas presentaron valores

por debajo de los límites permisibles en la normativa vigente. El comportamiento de los

valores (Fig.18) presenta una tendencia bastante similar a lo observado en la campaña

anterior, en aumento desde el punto de muestreo Embalse La Paloma (G1), siguiendo

la dirección del flujo, hasta un punto máximo ubicado en el Estero El Ingenio después

58




de Panulcillo (E3). Cabe destacar que en este análisis el punto Río Grande en El

Guindo (G2) presenta niveles de boro mayores que en la campaña anterior (0.14 mg/L

vs <0,05 mg/L), sin embargo se repite la concentración en el punto de agua subterránea

APR El Guindo (G3) de 0.18 mg/L.

En aguas subterráneas, los valores no presentaron variaciones importantes. La

excepción la constituyeron los puntos ubicados en Punitaqui (P7, P8 y P9) en que

disminuyeron los niveles por debajo del límite de detección. En comparación con la

campaña de otoño, cabe señalar que en la campaña de primavera el punto APR

Camarico Chico (P3) presentó valores similares a los demás puntos del Estero

Punitaqui, contrastando con el descenso abrupto que había mostrado en la campaña

anterior.

En relación a la figura 18 panel B, donde se muestran las concentraciones de boro

disuelto en el agua subterránea, es necesario indicar que este no presenta el límite

permisible en la normativa vigente ya que este parámetro no está incluido en la NCh

409. Sin embargo si se considera el límite recomendado por la Organización Mundial de

la Salud para agua potable, que corresponde a 0.5 mg/L (OMS, 2006), se observa que

ninguno de los puntos lo excede.

59




Figura 18: Boro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B). NCh 1333

0,01

0,1

1



B m

g/L

Puntos

A

0,01

0,1

1


B m

g/L

Puntos


60




4.2.3 Análisis Gráfico: Diagramas de Piper

Se presenta a continuación, a modo de complemento, una caracterización de la

composición de aguas superficiales y subterráneas en función de sus cationes y

aniones mayores utilizando diagramas de Piper. Para la confección de estos diagramas

se utilizo el programa AQqa, en el cual las concentraciones de los elementos se

expresaron en mg/L.

En aguas superficiales (Fig. 19), el diagrama de Piper muestra, al igual que en la

campaña anterior, que las aguas del Río Limarí y Hurtado se agrupan cercanas y

clasificadas en su mayoría como aguas bicarbonatadas cálcicas (Ca(HCO3)2). Las

excepciones, en esta oportunidad, fueron los puntos Río Limarí en cruce Los Aromos

(L7) y Barraza (L9) cuyas aguas fueron clasificadas como del tipo cloruradas cálcicas

(CaCl2). En cuanto a las aguas del Río Grande, éstas fueron clasificadas,

coincidentemente con el primer muestreo, como bicarbonatadas cálcicas. En cuanto al

Estero El Ingenio, una muestra pertenece al tipo bicarbonatada cálcica (Lagunillas

(E2)), otras dos al tipo clorurada cálcica (Cruce El Trapiche (E5) y Estero El Ingenio en

Badén (E4)) y el punto Estero El Ingenio en Cruce Talhuén (E3) se clasifica como

bicarbonatada sulfatada. Las aguas del Estero Punitaqui clasifican dentro de las aguas

del tipo cloruradas cálcicas.

61




Figura 19: Diagrama de Piper para aguas superficiales. a Grande; % Hurtado; # Estero El Ingenio;

b Limarí; ( Punitaqui.

Para aguas subterráneas el diagrama de Piper (Fig. 20) indica que la muestra

perteneciente a la subcuenca del Río Hurtado se clasifica como del tipo sulfatada

cálcica, al igual que en la campaña anterior. Los puntos APR Cerrillos de Tamaya (L8),

APR Barraza (L10) y APR El Trapiche (E6) fueron clasificadas como aguas cloruradas

cálcicas, coincidiendo con la clasificación obtenida por los puntos de aguas

superficiales cercanos a ellos (puntos L7, L9 y E5) lo cual podría indicar una probable

interacción entre éstas. Esta situación se reitera en ambas campañas de muestreo. La

muestra del Río Grande se clasificó como un agua del tipo bicarbonatada cálcica. En

relación a los puntos muestreados en el Estero Punitaqui, en su mayoría se clasificaron

como aguas del tipo cloruradas cálcicas, con excepción de los puntos de Rinconada de

Punitaqui (P7 y P9), que clasificaron como bicarbonatadas cálcicas.

E3

E3

62




Figura 20: Diagrama de Piper para aguas subterráneas. IGrande; - Hurtado; K Estero El Ingenio;

j Limarí; 0 Punitaqui.

La Figura 21 muestra el diagrama de Piper de los promedios de las concentraciones de

iones mayores para cada subcuenca, tanto para aguas superficiales como

subterráneas. Luego, en la Tabla 11 se clasifican las aguas de cada subcuenca según

las fases dominantes.

63




Figura 21: Diagrama de Piper para los promedios de cada subcuenca (entre paréntesis se indica el

número de muestras considerado). Promedio agua superficial: a Grande (2); E Hurtado (2); #

Estero El Ingenio (4); b Limarí (5); ( Punitaqui (2). Promedio agua subterránea: I Grande (1); M

Hurtado (1); K Estero El Ingenio (2); j Limarí (5); 0 Punitaqui (7).

La tabla 11 muestra la clasificación de aguas de cada una de las subcuencas. Con

respecto a ésta, y en comparación con lo obtenido en la campaña anterior, se puede

señalar que tanto en aguas superficiales como en aguas subterráneas estas

clasificaciones coinciden en ambos muestreos.

64




Tabla 11: Clasificación de aguas por subcuencas.

Subcuenca Agua Superficial Agua Subterránea

Grande Bicarbonatada cálcica Bicarbonatada cálcica

Hurtado Bicarbonatada cálcica Bicarbonatada cálcica

Limarí Clorurada cálcica Clorurada cálcica

El Ingenio Sulfatada cálcica Sulfatada cálcica

Punitaqui Clorurada cálcica Clorurada cálcica

La tabla 11 muestra que las cinco subcuencas en análisis presentan el mismo tipo de

clasificación tanto en aguas superficiales como subterráneas, pudiendo esto ser un

indicador de cierto grado de interacción entre ambas. En general, los resultados

obtenidos concuerdan con lo concluido en el análisis de la campaña anterior.

Es importante destacar, con respecto a la clasificación de aguas por subcuencas, que

tanto en el caso de Río Grande como de Río Hurtado en su componente de agua

subterránea, esta se generó a partir de sólo un punto de muestreo pudiendo no ser las

clasificaciones obtenidas necesariamente representativas de la situación en toda la

subcuenca.

4.2.4 Análisis Gráfico: Diagramas Stiff

Los diagramas de Stiff permiten evaluar de forma complementaria la distribución

espacial de las diferentes composiciones de acuerdo a los cationes y aniones mayores.

A continuación, se presentan estos diagramas de los sitios de muestreo, tanto para

aguas superficiales como subterráneas.

Al igual que en Jofré (2011) se puede observar en aguas superficiales (Fig. 22), la

influencia de las aguas del Río Grande por sobre las aguas del Río Hurtado, en la

composición de las aguas del Río Limarí en Los Peñones (L1). Se mantiene, pese a la

variación estacional, el notorio cambio en la composición química de las aguas del

Estero El Ingenio después de Panulcillo, específicamente en las concentraciones de

65




sulfato y cloruro, en directa relación con lo mencionado en los análisis gráficos de

variación espacial.

Figura 22: Diagrama de Stiff en aguas superficiales.

Para aguas subterráneas (Fig. 23), las observaciones son similares a las realizadas

para aguas superficiales. Se observa cierta similitud entre los puntos de muestreo

Estero Punitaqui P1 y P3 con las Vertientes de Punitaqui (P7, P8 y P9). Cabe señalar

que, en relación a lo obtenido en la campaña anterior, la presente campaña muestra la

misma predominancia iónica pero con menores magnitudes. Esto último se hace más

evidente al comparar los resultados de las vertientes de Punitaqui (P7, P8 y P9).

Panulcillo

66




Figura 23: Diagrama de Stiff en aguas subterráneas.

Al realizar un análisis visual conjunto de aguas superficiales y subterráneas es posible

diferenciar siete grandes grupos (Fig. 24). La primera agrupación (1) está compuesta

por las aguas del Río Hurtado, el Río Grande y el Río Limarí, hasta el APR Limarí (L4)

con aguas principalmente bicarbonatadas cálcicas. La segunda agrupación (2) está

formada sólo por dos puntos del Estero El Ingenio, APR Estación Recoleta (E1) y

Lagunillas (E2). Aguas abajo del punto E3 (cruce Talhuén) se diferencia un tercer grupo

(3). Este se emplaza hasta el final de la cuenca, incluyendo el punto de Rinconada de

Punitaqui APR Los Nogales (P4), y en él claramente se detecta la predominancia de los

aniones sulfato y cloruro, posiblemente debido a la influencia de la actividad minera de

Panulcillo en la composición de las aguas, de igual modo se observa un alto contenido

de calcio. Un cuarto grupo (4) lo componen los puntos del Río Limarí Cruce San Julián

Panulcillo

67




con El Trapiche (L5) y el APR San Julián (L6). El quinto grupo (5) está formado por los

puntos de Rinconada de Punitaqui: Estero Punitaqui en Chalinga (P5) y APR Chalinga

(P6) caracterizado por aguas cloruradas sódicas. Un sexto grupo (6), compuesto por

aguas del Estero Punitaqui (P1, P2 y P3). Finalmente, el séptimo grupo (7) está

formado por los puntos correspondientes a las Vertientes del mismo lugar (P7, P8 y P9)

donde encontramos agua con una presencia predominante de bicarbonato. Se destaca

que, en general, de acuerdo a las formas que muestran las composiciones de las aguas

según Stiff, existe una similitud en la composición química al interior de las distintas

agrupaciones, tanto en aguas superficiales como en aguas subterráneas, lo cual

permite advertir un nivel de interacción entre ambos componentes hidrológicos. Lo

anterior se hace particularmente visible en el grupo cuatro en el cual, si bien está

compuesto sólo por dos muestras, se observa una clara similitud.

68




Figura 24: Diagrama de Stiff con todos los puntos de muestreo (1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 corresponden a los números de los grupos mencionados en el

texto).

(1)

(2)

(3)

(4)

(5) (6)

(7)

69




4.2.5 Análisis Gráfico: Diagramas Araña para Aguas Superficiales.

De modo de realizar un mejor análisis de la zona de estudio, se presenta a continuación

una comparación entre los valores promedios mundiales y los obtenidos en este estudio

por subcuenca para los parámetros Ca, Mg, Na, K, N-NO3, HCO3, SO4 y B. Finalmente

se agrega el promedio general por parámetro para cada afluente.

4.2.5.1 Río Grande

Al igual que en el análisis realizado para los datos de la campaña de otoño, en Río

Grande (Fig. 25) ambos puntos muestran un comportamiento similar, con valores por

sobre la media mundial en la mayoría de los parámetros. La excepción la constituyen K

y N-NO3. Con respecto al potasio se observan valores un poco más bajos a la media

mundial. En cuanto a nitratos, presenta valores muy por debajo de la media, en

comparación con los otros parámetros. Esta diferencia se vio incrementada en la

presente campaña en análisis en esta memoria.

Figura 25: Razón entre la concentración en aguas superficiales del Río Grande y la media mundial.

0,1

1,0

10,0

Ca

Mg

Na K

HC

O3

NO

3

SO4 B

G1 G2

Ra

zón

Parámetros

70




4.2.5.2 Río Hurtado

Presenta un comportamiento similar al descrito para el Río Grande (Fig. 26). Se

observan valores sobre la media mundial en los mismos parámetros que los vistos

anteriormente. Y nuevamente la excepción la constituyen potasio y nitrato. Esto

coincide además con lo observado en la campaña anterior.

Figura 26: Razón entre la concentración en aguas superficiales del Río Hurtado y la media mundial.

4.2.5.3 Estero El Ingenio

Las muestras del Estero El Ingenio (Fig. 27) presentan altos valores en todos los

parámetros con respecto a los promedios mundiales. Se reiteran los altos contenidos de

SO4 hallados también en la campaña anterior, específicamente desde cruce Talhuén

(E3), lo que se atribuye a la infiltración de soluciones provenientes de la actividad

minera que se desarrollaba en el sector, la presencia de terrazas marinas en la cuenca

y a los procesos evaporativos que ocurren en el lugar.

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca

Mg

Na K

HC

O3

NO

3

SO4 B

H1 H2

Ra

zón

Parámetro

71




Figura 27: Razón entre la concentración en aguas superficiales en Estero El Ingenio y la media mundial.

4.2.5.4 Río Limarí

En general, presenta enriquecimiento significativo en Ca, Mg, Na, HCO3, SO4 y B (Fig.

28), un enriquecimiento moderado en K y un empobrecimiento en N-NO3 en términos

relativos, con respecto a las medias mundiales. En esta oportunidad los puntos del Río

Limarí en Cruce Los Aromos (L7) y en Barraza (L9) presentan las razones más altas en

comparación con los otros puntos, respecto a los promedios mundiales y no sólo L7

como en el muestreo anterior. Como se mencionó en Jofré (2011) esto se puede deber

a que estos son los primeros puntos aguas abajo luego de la confluencia del Estero El

Ingenio con el Río Limarí, el cual trae valores elevados en los diferentes parámetros

evaluados. Los valores de B para los puntos L3 y L7, muy bajos en la primera campaña,

se ven aumentados en esta oportunidad, encontrándose todas las muestras muy

enriquecidas respecto a la media mundial.

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca

Mg

Na K

HC

O3

NO

3

SO4 B

E2 E3 E4 E5

Ra

zón

Parámetro

72




Figura 28: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Río Limarí y la media mundial.

Nótese que en la mayoría de los parámetros, exceptuando el NO3, L7 (Río Limarí en Cruce Los Aromos)

y L9 (Río Limarí en Barraza) están superpuestos.

4.2.5.5 Estero Punitaqui

El Estero Punitaqui (Fig. 29) presenta enriquecimiento en Ca, Mg, Na y SO4, y un

aumento moderado para K, HCO3 y B, al igual que en la campaña anterior. Sin embargo

en el parámetro N-NO3 presenta valores muy similares a la media mundial

disminuyendo lo observado en la campaña de otoño, en la cual se señaló un

enriquecimiento moderado de N-NO3 en el Estero. En general, ambos puntos del Estero

Punitaqui presentan un comportamiento similar. Se reafirma lo señalado en Jofré (2011)

respecto a los altos valores para sodio, indicando que esto se puede deber a que los

puntos de muestreo se encuentran ubicados cercanos a la costa, por lo que podrían

estar influenciados por neblinas costeras.

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca

Mg

Na K

HC

O3

NO

3

SO4 B

L1 L3 L5 L7 L9

Ra

zón

Parámetro

73




Figura 29: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Estero Punitaqui y la media

mundial.

Al igual que en la campaña anterior las razones promedio para las cinco subdivisiones

de la cuenca, respecto a la media mundial, muestran un mismo patrón (Fig. 30). Se

observa nuevamente como el Río Limarí es altamente influenciado en su composición

por las aguas provenientes del Estero El Ingenio, y por los Ríos Grande y Hurtado. Se

mantiene el alto valor promedio para el sulfato en El Ingenio. Se puede señalar que los

Ríos Grande y Hurtado mantienen, pese a la variación estacional, patrones muy

similares y con menores concentraciones que el resto de la cuenca.

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca

Mg

Na K

HC

O3

NO

3

SO4 B

P2 P5

Ra

zón

Parámetro

74




Figura 30: Promedio de cada subdivisión de la cuenca del río Limarí y la media mundial.

G: Río Grande; H: Río Hurtado; E: estero El Ingenio; L: Río Limarí; P: estero Punitaqui.

4.2.6 Relaciones concentración–profundidad para aguas subterráneas.

Para las aguas subterráneas puede ser de interés analizar las relaciones entre la

concentración de los parámetros y la profundidad del agua muestreada. La profundidad

se determinó en base a dos tipos de información: Profundidad de la zona ranurada

(zona de captación) y profundidad del pozo. Al igual que en la campaña anterior las

profundidades en las zonas de captación sólo se obtuvieron para cinco puntos: APR

Barraza (H3), APR El Trapiche (E6), APR Cerrillos de Tamaya (L8), APR Graneros (P1)

y APR Camarico Chico (P3). En los puntos restantes se hizo la relación con la

profundidad de la bomba (por inexistencia de la otra información).

Tanto la información de la profundidad de la bomba como la profundidad del pozo

fueron obtenidas de Jofré (2011), al igual que la información de la profundidad de la

zona de captación.

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca

Mg

Na K

HC

O3

NO

3

SO4 B

E H G L P

Ra

zón

Parámetro

75




a) Considerando la profundidad de la zona de captación / profundidad de la bomba.

Tal como se describe en Jofré (2011), la Figura 31 muestra que no es posible

establecer una relación clara entre la profundidad y las concentraciones de SO4 y N-

NO3. Sin embargo, se advierte una relación inversa entre la profundidad y las

concentraciones de cloruro, es decir, que a menor profundidad, mayor es la

concentración (Fig. 31, panel C), especialmente si se ignoran las muestras

correspondientes a Punitaqui. Lo anterior puede deberse a la evapotranspiración que se

produce a esta profundidad, la que hace que aumenten estos valores (Fig. 31, panel D).

Para una mejor observación de la relación entre la profundidad de la zona de captación

de la bomba y la concentración de los diferentes aniones se generaron de manera

anexa gráficos excluyendo el punto APR Los Nogales (P4) (Fig. 31, paneles B, D y F).

El punto descartado presentaba mayor valor de profundidad de la bomba (65 m.) en

comparación con el resto de los pozos muestreados.

76




Figura 31: Relaciones entre la profundidad de la bomba (M) - zona ranurada-Criba (a) y las

concentraciones de SO4 (Panel A), excluyendo punto P4 (Panel B); Cl (Panel C), excluyendo punto P4

(Panel D); N-NO3 (Panel E), excluyendo punto P4 (Panel F).

G3H3

L2L4

L6

E1

E6L10

P1

P4

P6

P3

0

100

200

300

400

0 20 40 60 80

SO4

mg/

L

Profundidad m

G3H3

L2L4

L6

E1

E6 L10

P1

P6

P3

0

100

200

300

400

0 10 20 30

SO4

mg/

L

Profundidad m

G3H3L2

L4

L6

E1

E6

L8L10

P1P3

P4P6

10

100

1000

0 20 40 60 80

Cl m

g/L

Profundidad m

G3H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8L10

P1P3

P6

10

100

1000

0 10 20 30

Cl m

g/L

Profundidad m

G3H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1

P3

P4P6

0,1

1

10

100

0 20 40 60 80

N(N

O3)

mg/

L

Profundidad m

G3

H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1

P3

P6

0,1

1

10

0 10 20 30

N(N

O3)

mg/

L

Profundidad m

C

77




b) Según la profundidad del pozo.

Considerando la profundidad del pozo, no fue posible establecer una relación entre éste

y las concentraciones de los diferentes parámetros (Fig. 32, paneles A - F). Al igual que

en la relación anterior se excluyó el punto P4 (APR Los Nogales) en las figuras de la

columna de la derecha por ser el punto de muestreo de mayor profundidad.

Figura 32: Relaciones entre la profundidad del pozo y las concentraciones de SO4 (Panel A), excluyendo punto P4 (Panel B); Cl (Panel C), excluyendo punto P4 (Panel D); N-NO3 (Panel E), excluyendo punto P4

(Panel F). M Punto de muestreo.

G3H3

L2L4

L6

E1

E6 L10

P1P3

P4

P6

0

100

200

300

400

0 50 100 150

SO4

mg/

L

Profundidad m

A

G3H3

L2 L4

L6

E1

E6 L10

P1P3

P6

0

100

200

300

400

0 20 40 60SO

4m

g/L

Profundidad m

B

G3

H3L2

L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1P3

P4P6

10

100

1000

0 50 100 150

Cl m

g/L

Profundidad m

C

G3

H3L2

L4

L6

E1

E6 L8L10

P1P3

P6

10

100

1000

0 20 40 60

Cl m

g/L

Profundidad m

D

G3H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1

P3

P4

P6

0,1

1

10

100

0 50 100 150

N(N

O3)

mg/

L

Profundidad m

G3

H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1

P3P6

0,1

1

10

0 20 40 60

N(N

O3)

mg/

L

Profundidad m

FE

78




4.2.7 Estimación de la Tasa de Recarga en aguas subterráneas.

A continuación se presenta la estimación de la tasa de recarga en aguas subterráneas

realizada utilizando el método de balance de masa de cloruro (Tabla 12). Para este fin

se utilizaron muestras de agua de precipitaciones tomadas de los colectores ubicados

en dos estaciones a lo largo de la zona de estudio: La Paloma y Carretera.

La presente estimación se realizará para el año 2010, con la finalidad de comparar con

lo obtenido por Jofré (2011).

En general, los rangos en que fluctúa la tasa de recarga es de 0,5 – 10,3 mm/año. Este

rango es similar a lo observado en el análisis de la campaña anterior (0.6 – 10.2

mm/año).

El promedio de la tasa de recarga en el inicio del área de estudio es de 5,0 mm/año lo

que representan un 3,8% de las precipitaciones; en la parte media 2,1 mm/año con un

porcentaje de 1,7%, y en la parte final el promedio es de 4,5 mm/año representando un

3,7% de las precipitaciones, considerando los valores de estas últimas del año 2010.

79




Tabla 12: Estimación tasa de recarga en aguas subterráneas.

Sector Punto

Tasa Recarga mm/año

Promedio por zona

2010 2010

APR El Guindo G3 7.0

5.0 APR Villaseca H3 4.9

APR Estación Recoleta E1 3.1

Aguas del Valle Ovalle L2 7.5

2.1

APR Limarí L4 4.5

APR San Julián L6 1.4

APR El Trapiche E6 0.8

APR Cerrillos Tamaya L8 0.5

APR Barraza L10 0.7

APR Graneros P1 2.1

4.5

APR Camarico Chico P3 1.8

APR Los Nogales P4 1.0

APR Chalinga P6 0.8

Rinconada Punitaqui P7 8.2



Promedio

3.7

Mínimo

0.5

Máximo

10.3

Desviación Estándar

3.1

80




4.3 Isótopos

4.3.1 Análisis Preliminar General

La línea meteórica local utilizada en el presente análisis fue obtenida a partir de

muestras de agua de lluvia recolectadas durante el 2009 y 2010 desde diferentes

puntos de la cuenca y cuyo detalle se encuentra en Jofré (2011). La ecuación de la

mencionada recta es:

δ2H = 8.9 δ18O + 18.7

La Figura 33 muestra la composición isotópica de las aguas, las cuales presentan

rangos para el deuterio desde -75.5 a -34.5 ‰ y para el caso del oxígeno 18 los valores

fluctúan entre -9.61 a -5.28 ‰. Cabe destacar, respecto al último parámetro

mencionado, que el rango de valores en el que se encuentran los puntos es

considerablemente pequeño, lo que es necesario recordar al analizar la variación del

oxígeno 18 en la zona de muestreo y para hacer una interpretación correcta de las

figuras que se presentan a continuación.

La totalidad de las muestras tomadas tanto en agua superficial como subterránea

presentan valores por debajo del línea meteórica local, destacándose los puntos

correspondientes a Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9) por su cercanía a ésta, lo

cual es similar a lo presentado por Jofré (2011) en el análisis de la campaña de otoño.

Al igual que se describe en el análisis de la campaña anterior la figura 33 muestra

cuatro grupos principales en la distribución de los puntos. El grupo nº 1 está compuesto

por los puntos correspondientes a Río Hurtado (H2 y H3), de los cuales se puede

mencionar que su señal isotópica, notoriamente más empobrecida en isótopos

pesados, indicaría que se trata de lluvia caída aguas arriba del embalse Recoleta. El

segundo grupo corresponde a los puntos del Estero Punitaqui (P2, P3, P5 y P6), que

muestran valores con mayor señal isotópica. En el grupo central, nº 3, se observa una

concentración de puntos tanto de agua superficial como subterránea las que muestran

características similares de poca variación isotópica, probablemente una mezcla de

señales. Por último, el grupo nº 4, formado por las muestras pertenecientes al sector de

81




Rinconada de Punitaqui, muestra por su señal isotópica que se trata de aguas de

recarga local.

Figura 33: Resultados señal isotópica en todos los puntos de muestreo (Panel A) y detalle de agrupación

3 (Panel B). E Agua superficial; M agua subterránea - - - - LML; GMWL;

Línea de regresión de todos los puntos de muestreo (δ2H= 9,3 δ

18O + 10,4)

Línea de regresión agrupación 3 (δ2H = 7.3 δ

18O – 5.4)

E1

H3

G3

L8

L2L6E6

L4

L10

P1

P3

P4

P6

P7P8

P9

E2E3 E4

E5L5 L7

H1

H2

G1

G2L1

L3

P5P2

L9

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-10 -9 -8 -7 -6 -5

δ2 H

(‰

)

δ18O (‰)

E1

G3

L8

L2L6

E6L4

L10P1

P4

E2E3 E4

E5 L5 L7

H1G1

G2

L1

L3

L9

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-8,5 -8,0 -7,5 -7,0 -6,5δ18O (‰)

δ2H

(‰)

4

2

3

1

82




De la señal isotópica de todos los puntos de muestreo y también la línea de tendencia

de aguas superficiales y subterráneas (Figura 33), se puede desprender que las

muestras tienen una señal isotópica propia de aguas empobrecidas en deuterio por

efecto de la evaporación, con excepción de los puntos P7, P8 y P9 de Rinconada de

Punitaqui, ya que la línea de tendencia sigue una orientación paralela a la línea

meteórica local, pero ubicada bajo ésta. Esta característica se atribuye a la acción de

los embalses Recoleta y La Paloma como lugares de evaporación, así como al sistema

de canales de distribución de agua de riego desde los embalses y su aplicación en los

terrenos agrícolas, tanto en terrazas fluviales como en la planicie fluvial actual.

Así a modo de análisis general se puede decir que la disposición de los puntos

corresponde a una combinación de los procesos de evaporación del agua en el

embalse, evaporación de agua en el suelo (agua infiltrada y de riego) y de precipitación

local.

Tabla 13: Líneas de tendencia aguas superficiales y subterráneas.

Tipo Ecuación R

2

a) Agua Superficial δ2H = 7,9 δ

18O - 1,4 0,98

b) Agua Subterránea δ2H = 10,1 δ

18O + 17,5 0,86

c) Agua Superficial + Agua Subterránea δ2H = 9,3 δ

18O + 10,4 0,87

d) Línea Meteórica Local (LML) δ2H = 8,9 δ

18O + 18,7 0,99

A continuación, se analizan aguas superficiales y aguas subterráneas con mayor

detalle.

Las aguas superficiales (Fig. 34, paneles A y B), muestran variadas señales isotópicas

a lo largo de la cuenca. La muestra que presenta un valor menor, tanto de deuterio

como de oxígeno 18, fue Río Hurtado en Villaseca (H2). Lo anterior hace suponer,

como ya se señaló, que dichas aguas provienen de zonas ubicadas aguas arriba del

embalse Recoleta, de una recarga a mayor altura. De hecho, la señal isotópica de la

83




lluvia colectada en Tulahuén (987 m.s.n.m) es de -8.4 ‰ para 18O y -55 ‰ para 2H. Los

puntos menos empobrecidos son P2 y P5, esto último probablemente evidencia una

mayor participación de procesos de recarga local debido a la ubicación de estos puntos

cercana a la costa.

En la Tabla 13 se puede observar que las aguas superficiales se ven afectadas por la

evaporación, ya que la pendiente de la línea de regresión del agua superficial, es menor

que la de la línea meteórica local, lo que es una característica típica de las aguas que

han sido objeto de este proceso. Esta característica se atribuye a la acción de los

embalses Recoleta y La Paloma como lugares de evaporación, ubicados en la

“cabecera” del área de estudio.

En relación a los resultados obtenidos en la campaña anterior (de otoño) se puede

señalar que no se observan variaciones importantes respecto a ésta.

84




Figura 34: Resultados señal isotópica en agua superficial (Panel A) y detalle de agrupación central

(Panel B). E Agua superficial; M agua subterránea; LML; GMWL;

Línea de tendencia

E2 E3E4E5L5

L7

H1

H2

G1

G2L1L3

P5

P2

L9

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-10,00 -7,50 -5,00δ18O (‰)

E3E4E5

L5L7

G2L1L3

L9

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-8,00 -6,50δ18O (‰)

A

B

85




Como se observa en la figura 35, que muestra la señal isotópica para aguas

subterráneas, se pueden distinguir tres grupos en la distribución de los resultados,

además del punto H3 el cual presenta la menor señal isotópica, esto último en directa

relación con lo que ocurre con el punto de agua superficial Río Hurtado en Villaseca

(H2).

El grupo nº1 corresponde a muestras aguas abajo del embalse La Paloma, con señales

isotópicas medias, considerando la señal isotópica de los puntos de recolección de

agua de lluvia (Tabla 14). El segundo grupo, conformado por los puntos P3 (Camarico

chico) y P6 (APR Chalinga) en la zona baja del Estero Punitaqui, presenta valores más

enriquecidos en isótopos pesados. Y por último, una tercera agrupación, compuesta por

los puntos de muestreo P7, P8 y P9 (Estero Punitaqui) presenta una considerable

cercanía a la línea meteórica local lo que nos indica que estos puntos corresponden a

un sitio donde las aguas subterráneas (vertientes) poseen su origen en la recarga

debido a las precipitaciones que ocurren en el lugar.

Tabla 14: Señal isotópica de las estaciones de muestreo de aguas lluvias.

Estación

Altura

msnm

18O

‰

2H

‰

Tulahuén 987 -8.4 -55.0

La Paloma 335 -6.0 -34.3

Carretera 214 -4.0 -16.6

Al comparar los resultados obtenidos en el estudio actual, con los resultados de la

campaña anterior, se puede determinar que para las aguas subterráneas la señal

isotópica es similar en ambos casos.

86




Figura 35: Resultados señal isotópica en agua subterránea. - - - - LML; GMWL;

Línea de regresión excluyendo los puntos P7, P8 y P9 (δ2H = 7.6 δ

18O -1.9);

b Estación Tulahuén; a Estación La Paloma; # Estación Carretera.

Es importante señalar finalmente que debido a la similitud de las señales isotópicas de

las aguas superficiales y subterráneas en puntos cercanos, lo cual se repite en ambas

campañas de muestreo, se puede inferir que existe una estrecha relación entre éstas.

4.3.2 Análisis Especiales

4.3.2.1 Razón δ2H/ δ18O

En la Figura 36 se puede observar que la razón 2H/18O en el agua superficial presenta

un comportamiento bastante regular a lo largo de toda la cuenca, con valores entre 7,8

y 8,4. Esto es similar a lo encontrado en la campaña anterior analizada por Jofré (2011).

E1

H3

G3

L8

L2

L6 E6L4

L10

P1P3

P4

P6

P7

P8P9

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4

δ 2 H

‰

δ18 O‰

1

2

3

87




Figura 36: Razón

2H/

18O en agua superficial.

Figura 37: Razón

2H/

18O en agua subterránea.

Las aguas subterráneas presentan un comportamiento similar al de las aguas

superficiales, con valores cercanos a 8, lo cual nos indica que existe una fuerte relación

e interacción entre las aguas superficiales y subterráneas muestreadas. La excepción a

lo anterior corresponde a las muestras del sector de Punitaqui (P7, P8 y P9), las que

presentan una razón menor cercana a 6, valor que representa la señal isotópica de la

lluvia caída en este sector y que se infiltra directamente. Esto coincide con lo analizado

por Jofré (2011) en la campaña anterior.

4.3.2.2 Relaciones Valor- Altura, aguas superficiales

A continuación se presentan las figuras 38 y 39 que muestran, para las aguas

superficiales, la relación existente entre la altura del punto de muestreo y su señal

isotópica.

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


Raz

ón

2 H/18

O

Puntos

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0


Raz

ón

2 H/1

8 O

Puntos

88




Figura 38: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de 2H en agua superficial.

Línea de regresión todos los puntos (δ2H = -0,1A – 48); R

2=0,47

Línea de regresión sin considerar H2, P2 y P5 (δ2H = -0,04A – 54); R

2=0,9;

A: altura (m.s.n.m.); ! Estación La Paloma.

Figura 39: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de 18

O en agua superficial.

Línea de regresión todos los puntos (δ2H = -0,01A – 6); R

2=0,44;

Línea de regresión sin considerar H2, P2 y P5 (δ2H = -0,004A – 7); R

2= 0,83;

A: altura (m.s.n.m.).

G1G2

H1

H2

L1

L3L5

E2E3

E4E5L7

L9

P2

P5

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

0 100 200 300 400

δ2 H

Altura m.s.n.m.

G1

G2

H1

H2

L1

L3L5

E2

E3

E4E5L7L9

P2

P5

-10,00

-9,00

-8,00

-7,00

-6,00

-5,00

0 100 200 300 400

δ1

8 O

Altura m.s.n.m.

89




Al observar las Figuras 38 y 39 se puede determinar que existe una relación entre la

altura en la que fueron tomadas las muestras de agua superficial en la cuenca y su

señal isotópica, lo cual no difiere de lo observado por Jofré (2011).

Se puede observar que en aguas superficiales, las tendencias del 18O y el 2H son

coincidentes, es decir, presentan señales isotópicas enriquecidas en los puntos

cercanos a los embalses. Esto se puede explicar debido al rol de puntos de

evaporación que ejercen los embalses.

La excepción a lo anteriormente dicho la constituyen el punto Río Hurtado en Villaseca

(H2) y los puntos del Estero Punitaqui en Camarico y Chalinga (P2 y P5). En el primer

caso (H2) su ubicación en el gráfico en análisis confirma que se trata de aguas

precipitadas aguas arriba del embalse y que se desplazaron hasta este punto. De igual

modo los puntos del Estero Punitaqui (P2 y P5), se encuentran por sobre la línea de

tendencia, esto indica que se trataría de aguas de recarga local cercana a la costa, y

estarían por lo tanto ajenas al efecto de los embalses.

4.3.2.3 Relaciones Valor- Profundidad, aguas subterráneas

Para el caso de las aguas subterráneas se presenta, en la figura 40 (paneles A y B), la

relación entre la señal isotópica y la cota superficial de cada punto muestreado. Como

se puede observar los puntos P7, P8 y P9 representan una situación local particular,

difiriendo ampliamente de lo representado por los demás puntos de muestreo. Es por

esto que, con la finalidad de realizar un mejor análisis, han sido excluidos de la

evaluación de ambas relaciones. De todas formas, en relación a los puntos

pertenecientes a Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9) se puede corroborar lo

mencionado anteriormente: estos puntos representan una situación de recarga local por

lluvia. Se observa esto debido a su señal isotópica poco fraccionada (señal isotópica

similar a la precipitación).

90




Figura 40: 2H en agua subterránea (Panel A).

2H en agua subterránea con exclusión de los puntos P7, P8

y P9 (Panel B). Línea de regresión (δ2H = -0,05C – 48); R

2= 0,31; C: cota superficial (m.s.n.m.).

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8

L10

P1P3

P4

P6P7 P8

P9

-80

-70

-60

-50

-40

-30

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600

δ2 H

(‰

)

Cota superficial m.s.n.m.

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8

L10

P1P3

P4

P6

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

0 50 100 150 200 250 300 350

δ2 H

(‰

)


A

B

91




Figura 41: 18

O en agua subterránea (Panel A). 18

O en agua subterránea con exclusión de los puntos P7,

P8 y P9 (Panel B). Línea de regresión (δ18

O = -0,01 C – 5,9); R2= 0,48; C: cota superficial

(m.s.n.m.).

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8L10

P1

P3

P4

P6

P7 P8

P9

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600

δ1

8 O (

‰)


G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8L10

P1

P3

P4

P6

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 50 100 150 200 250 300 350 400

δ1

8 O (

‰)


A

B

92




Con respecto a la relación entre la profundidad del pozo de muestreo (Fig. 42 y 43) y

las señales isotópicas, no se puede observar un patrón claro, al igual que lo descrito en

Jofré 2011.

Figura 42: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo.

Panel A: δ2H versus profundidad del pozo (m). Panel B: δ

2H versus profundidad del pozo (m) con

exclusión de punto P4 (APR Los Nogales).

G3

H3

L2 L4

L6

E1E6 L8

L10P1

P3

P4

P6

-80

-70

-60

-50

-40

-30

0 20 40 60 80 100 120 140

δ2 H

(‰

)

Profundidad del Pozo (m)

G3

H3

L2L4

L6

E1

E6L8 L10

P1P3

P6

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

0 10 20 30 40 50 60

δ2 H

(‰

)


A

B

93




Figura 43: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo.

Panel A: δ18

O versus profundidad del pozo (m). Panel B: δ18

O versus profundidad del pozo (m) con

exclusión de punto P4 (APR Los Nogales).

G3

H3

L2

L4 L6E1

E6

L8L10

P1

P3

P4

P6

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 20 40 60 80 100 120 140

δ1

8O

(‰

)


G3

H3

L2

L4 L6E1

E6

L8L10

P1

P3

P6

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 10 20 30 40 50 60

δ1

8 O (

‰)


A

B

94




Con respecto a la relación entre la profundidad de la bomba o la zona ranurada

(captación) con las señales isotópicas (Fig. 44 y 45), se advierte cierta correspondencia

en términos de que a mayor profundidad de esta zona, las señales son más negativas.

Figura 44: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la bomba. Panel A:

δ2H versus profundidad de la bomba (m). Panel B: δ

2H versus profundidad de la bomba (m) con exclusión

de punto P4 (APR Los Nogales). Profundidad de la bomba (M) - zona ranurada (Criba;a).

Línea de regresión (δ2H = -0,6 P – 50; R

2= 0,26); Línea de regresión sin considerar H3 y P6

(δ2H = -0,5 P – 51,3; R

2= 0,48) P: profundidad de la bomba (m).

G3

H3

L2L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P3

P4

P6

-80

-70

-60

-50

-40

-30

0 10 20 30 40 50 60 70

δ2H

‰

Profundidad de la bomba (m)

G3

H3

L2L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P3

P6

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

0 5 10 15 20 25 30

δ2H

‰


A

B

95




Figura 45: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la bomba. Panel A:

δ18

O versus profundidad de la bomba (m). Panel B: δ18

O versus profundidad de la bomba (m) con

exclusión de punto P4 (APR Los Nogales). Profundidad de la bomba (M) - zona ranurada (Criba;a ).

Línea de regresión (δ18

O = -0,07 P – 6,6; R2= 0,25); Línea de regresión sin considerar H3 y P6

(δ2H = -0,07 P – 6,4; R

2= 0,6); P: profundidad de la bomba (m).

Al igual que en Jofré (2011) se observa una tendencia de las señales isotópicas a ser

más negativas en zonas de mayor altitud (Fig. 40 y 41), y en las ubicaciones de las

bombas de pozos de muestreo que están a mayor profundidad (Fig. 42 y 43).

G3

H3

L2

L4L6E1

E6

L8 L10

P1

P3

P4

P6

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 20 40 60 80

δ1

8O

‰


G3

H3

L2

L4L6E1

E6

L8 L10

P1

P3P6

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 5 10 15 20 25 30

δ1

8O

‰


A

B

96




4.4 Análisis Químico – Isotópico

El presente análisis considera en forma simultánea la información química e isotópica

de las aguas y tiene por finalidad encontrar evidencias complementarias del

comportamiento del sistema en estudio.

4.4.1 Análisis Gráfico Simple, variación espacial.

La Figura 46 presenta la variación espacial de la concentración de cloruro y 2H en

aguas superficiales. Se observa que existe una directa relación entre la concentración

de cloruro y los valores de deuterio, los cuales aumentan a medida que avanzamos en

la dirección del flujo. Lo mismo se advierte con la señal isotópica de 18O y las

concentraciones de cloruro (Fig. 47). Estas relaciones son iguales a las descritas en

Jofré (2011), donde también la excepción la constituye el punto Río Hurtado en

Villaseca (H2), que presenta una relación inversa, lo que se debería, como ya ha sido

indicado, a que probablemente estas aguas corresponden a afloramientos de aguas

que vienen de sectores más altos en dicha cuenca.

También es posible advertir cierta relación entre las concentraciones de cloruro y los

isótopos estables en aguas subterráneas (Fig. 48 y 49). La excepción la constituye el

punto APR Villaseca (H3) en el cual 2H y 18O están empobrecidos. Nuevamente, y

ratificando lo descrito por Jofré (2011), esto puede deberse a su interacción con H2 (Río

Hurtado en Villaseca) debido a la similitud de sus señales isotópicas.

En general, tanto en aguas superficiales como en subterráneas, se advierte cierta

relación, y en ambas muy semejantes, incluyendo las excepciones mencionadas, lo que

nos puede indicar que hay un importante nivel de interacción. Lo anterior coincide con

lo concluido para la campaña anterior.

97




Figura 46: Cloruro y δ2H agua superficial. E Cloruro; b δ

2H. Figura 47: Cloruro y δ

18O agua superficial. E Cloruro; b δ

18O.

Figura 48: Cloruro y δ18

O agua subterránea. M Cloruro; jδ18

O. Figura 49: Cloruro y δ2H agua subterránea. - Cloruro; j δ

2H

-80

-70

-60

-50

-40

-30

1

10

100

1000

G1

G2

H1

H2 L1 L3 L5 E2

E3

E4

E5 L7 L9 P2

P5

δ2 H

‰

Cl m

g/L

Puntos

-10,0

-7,5

-5,0

1

10

100

1000

G1

G2

H1

H2 L1 L3 L5 E2

E3

E4

E5 L7 L9 P2

P5

δ1

8 O ‰

Cl m

g/L

Puntos

-80

-70

-60

-50

-40

-30

1

10

100

1000

G3

H3 L2 L4 L6 E1

E6 L8

L10

P1

P3

P4

P6

P7

P8

P9

δ2 H

‰

Cl m

g/L

Puntos

-10

-7,5

-5

1

10

100

1000

G3

H3 L2 L4 L6 E1

E6 L8 L10

P1

P3

P4

P6

P7

P8

P9

δ1

8 O ‰

Cl m

g/L

Puntos

98




A continuación se muestra una comparación gráfica para caracterizar las aguas en

función de sus contenidos de cloruro, 2H y 18O.

Las aguas superficiales (Fig. 50, paneles A y B) muestran cinco agrupaciones. El

primer grupo (I) está formado por el Río Grande (G1 y G2), Río Hurtado (H1), Estero

El Ingenio en su parte inicial (E2 y E3), Río Limarí en Los Peñones (L1), La Chimba

(L3) y en cruce San Julián con El Trapiche (L5), es decir, en general muestras

tomadas en la parte inicial (alta) y media del área de estudio. Todos estos puntos

presentan una baja concentración de cloruro, aproximadamente entre 10 – 150 mg/L y

empobrecimiento tanto de deuterio como de oxígeno 18, lo que corresponde a

precipitaciones que ocurren aguas arriba de los embalses, han llegado a ellos, se han

enriquecido un poco producto de la evaporación, y luego han circulado por el área de

estudio como agua de riego (canales) y por el río. Lo anterior se confirma al

considerar la señal isotópica presente en el río Grande, justo antes del embalse La

Paloma, que indica valores de -87.3 ‰ para deuterio y -12 ‰ para oxígeno 18

(Strauch et al., 2009). En segundo lugar (II) se observa la muestra perteneciente al

Estero Punitaqui en Camarico (P2), que presenta una concentración media de cloruro,

212 mg/L, y presenta señales isotópicas menos empobrecidas. Luego, una tercera

agrupación (III) conformada por aguas de las partes bajas del Estero El Ingenio (E5 y

E4) y del Río Limarí (L7 y L9), con altas concentraciones de cloruro, entre 500 a 600

mg/L y señales isotópicas intermedias. La cuarta agrupación (IV) está conformada por

la muestra del Estero Punitaqui (P5), separada de la agrupación anterior ya que si

bien presenta un nivel de cloruro que se encuentra en el rango de éste, está más

enriquecida en isótopos pesados que los puntos que la integran. Finalmente se

considera una quinta agrupación compuesta sólo por las aguas del punto Río Hurtado

en Villaseca (H2), la cual presenta una señal isotópica bastante más empobrecida en

isotopos pesados que las demás muestras y más similar a los valores señalados para

el río antes del Embalse Recoleta.

Respecto de una comparación con la campaña anterior se puede señalar que destaca

el aumento en los niveles de cloruro de los puntos ubicados aguas abajo del Estero El

99




Ingenio en Badén (E4), especialmente en el punto Río Limarí en el Cruce Los Aromos

(L7).

Respecto a las aguas subterráneas (Fig. 50, paneles C y D), se distinguen también

cinco agrupaciones. El primer grupo (I) está compuesto por las muestras tomadas en

los pozos APR El Guindo (G3), Estación Recoleta (E1), Limarí (L4), y el pozo

perteneciente a Aguas del Valle (L2), estos siguen la misma tendencia de la primera

agrupación formada en aguas superficiales, las cuales también presentan bajas

concentraciones de cloruro, 10 – 100 mg/L, y están empobrecidos en deuterio y

oxígeno 18. Esto nos puede reafirmar, ya que del mismo modo fue descrito en Jofré

(2011), una posible interacción entre estas aguas, por la coincidencia en la ubicación

de ambos grupos en el gráfico. Luego, la segunda agrupación está compuesta por las

muestras de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9), siendo aguas con bajas

concentraciones de cloruro, 30 – 70 mg/L, y enriquecidas tanto en 2H como en 18O, lo

que nos puede indicar que son aguas con recarga local, específicamente por

precipitaciones, confirmando lo analizado en relaciones antes vistas. Un tercer y

cuarto grupo está conformado por las muestras tomadas en los pozos contiguos a las

muestras de aguas superficiales de las tercera y cuarta agrupación nombradas en el

párrafo anterior respectivamente, las que presentan altas concentraciones de cloruro,

200 – 800 mg/L, y están levemente empobrecidos en deuterio. Éstas son, de acuerdo

a lo señalado por Jofré (2011), aguas altamente salinas y con recarga esporádica de

aguas superficiales. Finalmente encontramos la quinta agrupación (V) compuesta por

el punto APR Villaseca con valores bajos de cloruro y una señal isotópica

empobrecida, con valores cercanos a los señalados para el río justo antes del

embalse, esto al igual que el punto de agua superficial contiguo Río Hurtado en

Villaseca (H2) clasificado de igual modo.

La similitud de las agrupaciones tanto en aguas superficiales como subterráneas,

podría ser considerada como un claro indicador de interacción entre éstas.

100




Figura 53: Relación cloruro e isótopos estables. Paneles A y B: aguas superficiales. Paneles C y D: aguas subterráneas.

L3

G1H1

H2

G2

L1L5

E2 E3

E5E4

L7

L9

P2 P5

-80

-70

-60

-50

-40

-30

0 150 300 450 600 750Cl mg/L

δ2H

‰

II

III

IV

A

V

G1

G2

H1

H2

L1

L3 L5

E2

E3E4

E5L7

L9

P2P5

-10,00

-9,00

-8,00

-7,00

-6,00

-5,00

0 150 300 450 600 750Cl mg/L

δ1

8 O

‰

I

II

III

IV

B

V

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8L10P1

P3

P4

P6

P7P8

P9

-80

-70

-60

-50

-40

-30

0 150 300 450 600 750 900Cl mg/L

δ2H

‰ I

II

III

IV

C

V

G3

H3

L2L4

L6E1 E6

L8L10

P1

P3

P4

P6

P7

P8P9

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 150 300 450 600 750 900

δ1

8 O

‰

Cl mg/L

I

IIIII

IV

D

V

I

101




Con el objetivo de complementar el análisis anterior y tener una herramienta más para

establecer el grado de interacción entre aguas superficiales y subterráneas, se

muestra a continuación una comparación gráfica de la relación entre el sulfato tanto

con 2H como con 18O, en ambos tipos de agua (Fig. 52). Cabe señalar que para una

mejor observación de las gráficas, en aguas superficiales se excluyó el punto E3

(Estero El Ingenio en Cruce Talhuén) debido a sus altos valores en las

concentraciones de SO4 (Fig. 52, paneles A y B). Estos considerablemente altos

valores relejan el efecto de sulfuros asociados a los minerales procesados en el

sector minero de Panulcillo.

En aguas superficiales (Fig. 52, paneles A y B) se observan las mismas cinco

agrupaciones que en la gráfica de cloruro, cada una con los mismos puntos

muestreados. El primer grupo (I), presenta bajas concentraciones de sulfato, 50 – 200

mg/L, y gran empobrecimiento de 2H y 18O. El segundo grupo (II), presenta una

concentración media de sulfato, 174 mg/L, con señales isotópicas menos

empobrecidas. El tercer grupo (III), presenta altas concentraciones de SO4, 300 – 510

mg/L, con rangos de -60 a -55 ‰ y de -7,5 a -6 ‰ para deuterio y oxígeno 18

respectivamente. El cuarto grupo (IV) presenta una señal isotópica similar al segundo

grupo pero con mayor cantidad de sulfato. Finalmente el sexto grupo el cual, como se

señaló en el análisis de los gráficos de isótopos vs cloruros, presenta principalmente

una señal isotópica más empobrecida. No se observan diferencias importantes con lo

descrito por Jofré (2011) en el análisis de la primera campaña.

En aguas subterráneas (Fig. 52, paneles C y D), exceptuando los puntos de las

Vertientes de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9), se observa que las muestras se

encuentran menos dispersas que en el análisis realizado para el cloruro. Sin embargo

se distinguen cinco agrupaciones, igual a lo observado en las gráficas de cloruro. La

primera agrupación (I) está conformada por los puntos de Rinconada de Punitaqui

(P7, P8 y P9) posee bajas concentraciones de sulfato, 10 – 30 mg/L, y se encuentra

enriquecida en isótopos estables. Un segundo grupo (II), está formado por la muestra

APR Chalinga (P6) la cual presenta una concentración de sulfato de 252 mg/L y una

102




señal isotópica levemente enriquecida. Luego, la tercera agrupación (III), con los

puntos L8, L10, P4 y E6, que presentan una concentración de sulfato entre 300 – 420

mg/L, y una señal isotópica levemente empobrecida. La cuarta agrupación (IV)

presenta una concentración de sulfato entre 100 – 200 mg/L, y una señal isotópica

más dispersa entre las muestras que la conforman. Finalmente la quinta agrupación

(V) compuesta sólo por el punto APR Villaseca (H3) cuya clasificación corresponde a

su señal isotópica empobrecida similar a la observada en el punto se agua superficial

contiguo Río Hurtado en Villaseca (H2).

De acuerdo a las gráficas analizadas de sulfato versus las señales isotópicas,

podríamos concluir que, al igual que en lo sucedido en las gráficas de cloruro y en el

análisis de la campaña anterior, se advierte cierta relación entre las agrupaciones

encontradas. En general, con esta similitud en la formación de las agrupaciones es

posible inferir la existencia de interacción entre aguas superficiales y subterráneas.

103




Figura 51: Relación Sulfato e isótopos estables en aguas superficiales. Panel A: Sulfato versus 2H. Panel

B: Sulfato versus 18

O.

G1

G2

H1

H2

L1L3

L5

E2E3

E4E5

L7

L9

P2P5

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

0 200 400 600 800 1000

δ2H

‰

SO4 mg/L

A

G1

G2

H1

H2

L1

L3L5

E2E3E4E5

L7

L9

P2P5

-10,00

-9,00

-8,00

-7,00

-6,00

-5,00

0 200 400 600 800 1000SO4 mg/L

δ1

8 O

‰

B

104




Figura 52: Relación sulfato e isótopos estables. Paneles A y B: aguas superficiales. Paneles C y D: aguas subterráneas.

G1

G2

H1

H2

L1L3

L5

E2

E4E5

L7

L9

P2P5

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

0 200 400 600

δ2H

‰

SO4 mg/L

IIIV

III

A

V

G1

G2

H1

H2

L1

L3L5

E2

E4E5

L7

L9

P2

P5

-10,00

-9,00

-8,00

-7,00

-6,00

-5,00

0 200 400 600SO4 mg/L

δ1

8 O

‰

I

IIIV

III

B

V

G3

H3

L2

L4 L6

E1 E6 L8

L10P1

P3

P4

P6

P7P8

P9

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

0 200 400 600SO4 mg/L

δ2H

‰

IC

II

III

IV

V

G3

H3

L2

L4 L6E1 E6

L8L10

P1

P3

P4

P6P7

P8

P9

-10

-9

-8

-7

-6

-5

0 200 400 600SO4 mg/L

δ1

8 O

‰

D

III

III

IV

V

I

105

“Caracterización de la interacción agua superficial / agua subterránea

en la parte baja de la cuenca del río Limarí: Análisis integrado.”



4.4.2 Análisis Isotopía Radioactiva

De acuerdo a los resultados obtenidos por Jofré (2011) tanto para las muestras de agua

superficial y subterránea a partir de la segunda campaña, se puede indicar que cada

tipo presenta actividades de 222Rn características. En su estudio se señala que las

actividades de Radón 222 en el río son mucho menores que las medidas en aguas

subterráneas (pozos APR), con un promedio aproximado de 1.500 Bq/m3 para las

primeras, mientras que para las segundas alcanza el orden de los 16.000 Bq/m3. Esto

llevó a deducir que existen algunos puntos, de acuerdo a los valores encontrados en

aguas superficiales, directamente relacionados con el aporte de flujo subterráneo ya

que según Green y Stewart (2008) valores de actividad de 222Rn mayores a 1.000

Bq/m3 en muestras de aguas superficiales pueden considerarse como indicador de

cierto grado de exfiltración (aporte de agua subterránea al flujo superficial) cercano y

reciente. El cumplimiento de esta última condición se puede observar en la figura 53.

Figura 53: Niveles de Rn en agua superficial

Se señaló también en Jofré (2011) que los valores más bajos se encuentran en las

muestras tomadas en los embalses o en los ríos, lo que confirmó que en aguas

superficiales el 222Rn es perdido con facilidad por el intercambio gaseoso con la

atmósfera. Por el contrario, los mayores niveles se obtuvieron en los pozos (APR),

100

1000

10000

E2 E3 L3 E4 E5 L5 L7 L9 L1 H2 H1 G2 G1 P2 P5

Bq

/m3

106





alcanzándose actividades máximas en torno a 25.000 Bq/m3, y en los puntos

muestreados en Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9) con valores entre los 4.500 –

88.000 Bq/m3. Los resultados generales obtenidos considerando su ubicación espacial,

se muestran en la Figura 54.

Figura 54: Valores de 222

Rn (Bq/m

3) determinados en muestras obtenidas en aguas superficiales y aguas

subterráneas en la cuenca del Río Limarí (Fuente: Jofré (2011))

Finalmente, la figura 55 muestra la variación de los parámetros 222Rn y Conductividad

Eléctrica en agua superficial a lo largo de la cuenca exceptuando los puntos

pertenecientes al Estero Punitaqui. No es posible advertir alguna relación entre estos

parámetros.

107





Figura 55: Comportamiento del 222

Rn y la Conductividad Eléctrica en aguas superficiales. Los puntos de

muestreo se encuentran de izquierda a derecha en orden geográfico (hacia aguas abajo).

4.4.3 Isótopos de Sulfato

Finalmente, como se indicó en la metodología, se procedió a realizar un análisis

isotópico de SO4 como una forma de discriminar su origen y entender la razón de las

elevadas concentraciones en algunas partes del área de estudio.

Estas sales son moderadamente solubles a muy solubles; por lo tanto son difícilmente

precipitables químicamente, pero pueden separarse de la solución por concentración, si

existe una evaporación importante. El ión sulfato se encuentra naturalmente en el agua

como resultado de la lixiviación de sales sulfatadas, que pueden tener origen

sedimentario o bien provenir de soluciones hidrotermales o de la oxidación de sulfuros

metálicos (Baldessari, 2007).

La tabla 15 muestra los resultados obtenidos de los análisis isotópicos de sulfato

realizados a las muestras de agua, tanto superficial como subterránea. Por su parte la

figura 64 muestra la distribución espacial de los valores de sulfato y 34S en sulfato.

100

1000

10000

100

1000

10000

G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9222Rn CE

CE

uS/

cm

22

2R

nB

q/m

3

108





Tabla 15: Resultados obtenidos a partir del análisis isotópico de sulfato en agua

subterránea y superficial

Punto Ubicación

SO4 δ18

O en SO4 δ34

S en SO4

mg/L ‰ ‰

E2 Estero El Ingenio antes Panulcillo 119 7.44 9.04

E3 Estero El Ingenio desp Panulcillo 767 9.15 0.79

E4 El Ingenio de badén 507 10.08 14.68

E5 El Ingenio cruce S Julián-Tapiche 393 8.66 13.13

L5 Río Limarí cruce S Julián-Tapiche 159 7.72 12.90

L7 Río Limarí cruce Los Aromos de Tabal 328 9.65 15.98

H1 Embalse Recoleta 111 3.03 4.86

H2 Rio Hurtado en Villaseca 147 3.82 5.82

G1 Embalse La Paloma 52.4 3.59 4.12

G2 Rio Grande en El Guindo 56.5 4.49 5.06

L1 Rio Limarí Los Peñones 71.7 6.11 6.89

L3 Rio Limarí la Chimba 80.1 6.74 6.81

E1 APR Estación Recoleta 131 4.84 5.14

H3 APR Villaseca 143 3.59 5.26

G3 APR El Guindo 85.7 9.20 7.96

P5 Estero Punitaqui Chalinga 342 9.99 17.87

P2 Estero Punitaqui Camarico 174 9.64 14.05

L9 Limarí en Barraza 321 10.68 15.92

L8 APR Cerrillos de Tamaya 417 10.25 15.26

L2 Aguas del Valle 99 6.41 6.85

L6 APR San Julián 204 9.43 14.57

E6 APR El Trapiche 299 11.45 14.92

L4 APR Limarí 119 7.37 9.86

L10 APR Barraza 327 10.83 16.07

P1 APR Graneros 131 5.59 12.66

P3 APR Camarico 135 10.93 13.97

P4 APR Los Nogales 311 6.65 13.38

P6 APR Chalinga 252 10.47 16.78

P7 Vertiente, Rinconada Punitaqui 16.1 4.52 10.92



109




Figura 56: Distribución espacial de los valores de sulfato (arriba) y de 34S en sulfato (abajo)

111 4.86

131 5.14

143 5.26

147 5.82

119 9.04

767 0.79

507 14.7

299 14.9

393 13.13

417 15.2

321 16

327 16.07

328 15.98

204

14.57

159 12.9

119 9.86

80.1 6.81

71.7 6.89

99 6.85

85.7 7.96

56.5 5.06

52.4 4.12

311 13.38

131 12.66

174 14

135 13.97

252 16.78

342 17.9

10.7 9.07

16.1 10.92

31.7 9.5

SO4 34S

110




En la figura 56 se observa como en el punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3),

los valores de sulfato son notablemente más altos y los de 34S se reducen

considerablemente. Si bien, aguas abajo de este punto los valores de sulfato se

reducen estos continúan siendo altos en comparación con lo apreciado en los demás

puntos y con los valores indicados en las normas de agua potable (NCh 409) y riego

(NCh 1333).

A continuación, la figura 57 muestra con mayor detalle la zona de El Ingenio y Limarí

parte baja relacionándola con un gráfico que representa los niveles de sulfato y 34S.

Aquí es posible observar de mejor manera lo señalado en el análisis de la figura 56,

esto es como en el punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) aumenta

drásticamente la cantidad de sulfato disuelto en el agua (notar la escala logarítmica del

gráfico) y disminuye la señal isotópica. Cabe mencionar que debido a la presencia de

actividad minera en la zona, podría considerarse ésta como causante de la alteración

mencionada. Como se puede observar las aguas provenientes del punto Río Limarí en

Cruce San Julián con El Trapiche (L5) generan un efecto de dilución de sulfato aguas

abajo de la confluencia del Río Limarí con el Estero El Ingenio.

Figura 57: Mapa de El Ingenio y Limarí asociado a gráfico comparativo de SO4 y 34

S

0,10

1,00

10,00

100,00

1000,00

L9 L7 L5 E5 E4 E3 E2

34S (‰)

SO4 (mg/L)

119

767507

159393328321

15.9 16.0 13.112.9 14.7

0.8

9.0

Panulcillo

111




La figura 58 muestra la distribución de 34S y 18O para sulfato disuelto con algunos

límites que muestran composición isotópica atribuible a influencias de yeso y anhidrita o

por pirita. Los límites anteriormente señalados fueron descritos por Kirk et al., (2007).

Se puede observar que el punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) se ubica

dentro del rango de 34S atribuible a pirita (entendiendo si que los valores de Kirk et al.,

2007, no son necesariamente “universales”), lo cual reafirma que los altos niveles de

sulfato en este punto se deben a la cercanía del sector minero en Panulcillo y los

sulfuros asociados a los minerales procesados en dicho lugar.

Figura 58: Relación entre δ18

O y δ34

S con rangos de 34

S debido a pirita y a yeso/anhidrita (Kirk et al.,

2007) b Agua Superficial j Agua Subterránea

La figura 59 muestra la relación existente entre los niveles de calcio y sulfato disuelto en

el agua, tanto para muestras superficiales como subterráneas. A su vez se puede

apreciar la distribución de esta relación con respecto a la línea que describe la

disolución del yeso. Se observa que la mayoría de los puntos se ubican sobre la línea

de disolución del yeso, esto indica que el sulfato en estos puntos podría provenir de la

interacción del agua con suelos con alto contenido de calcio. A su vez, se observa que

el punto Estero El Ingenio en Cruce Talhuén es el único que escapa a este

comportamiento, ubicándose por debajo de la línea de disolución del yeso, y que

también es el único que presenta un valor de 34S menor que 4‰ (específicamente

0.79‰) (Tabla 15). Se puede deducir que, basado en lo señalado por Kirk et al. 2007, el

E3

-10,00

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

-20,00 -10,00 0,00 10,00 20,00

δ34

S en

SO

4(‰

)

δ18O en SO4 (‰)

Rango de 34S por pirita

Rango de 34S por yeso y anidrita

112




sulfato disuelto en las aguas de este punto proviene de la oxidación de pirita presente

en las aguas de descarte de Panulcillo.

Figura 59: Calcio versus sulfato disuelto y su distribución en relación a la línea de disolución del yeso

(Kirk et al., 2007) M Agua Subterránea E Agua Superficial

Finalmente considerando tanto la información presentada como los rangos de señales

isotópicas descritos para los distintos materiales y ambientes (figura 60), la

interpretación general es que la señal de las aguas a la salida de los embalses (4.86‰

y 4.12‰) es representativa de los valores de rocas ígneas que conforman la parte alta

analizada de esta cuenca. El punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) debe su

bajo valor del isótopo 34S (0.79‰) a los sulfuros provenientes de la pirita y los

tratamientos realizados en Panulcillo. Aguas abajo y hasta el final de la cuenca los

valores de 34S son indicadores de depósitos sedimentarios de origen marino, esto

sumado a una pequeña influencia de agua de mar (en los puntos cercanos a la costa).

0,00

5,00

10,00

0,00 5,00 10,00SO4 mmol/L

Ca

mm

ol/

L

E3

113




Figura 60: Rangos de señales isotópicas descritos para los distintos materiales y

ambientes (Clark y Fritz 1997)

4.5 Análisis Multivariado

4.5.1 Análisis Clúster

A continuación, en la Figura 61, se presenta el dendograma del análisis clúster

realizado a las muestras de aguas superficiales y subterráneas.

Debido a que los parámetros seleccionados para este análisis deben cumplir con el

requisito de tener una distribución normal, estos fueron sometidos a un test de

normalidad (Anexo B), obteniendo como resultado que los valores de HCO3, B, Si, 2H y

18O presentan una distribución normal, sometiendo el resto de los parámetros a una

transformación logarítmica en base 10.

De acuerdo al criterio de Sneath (Dlink<2/3 Dmáx) las muestras se agruparon en dos

grupos principales: G1, G2, al igual que en Jofré (2011). Comparando con lo observado

en el análisis de la campaña anterior, se puede señalar que los clúster obtenidos son

muy similares en su composición, difiriendo sólo en los puntos APR Limarí (L4) y APR

Graneros (P1), los cuales en el presente análisis se ubican en G2, en cambio

114




anteriormente lo hicieron en G1. En el anexo C se muestra un output completo

entregado por el programa Minitab 16.

P3

P2

P6

P5

P1

L4

P4

L5

L10

E6

L6

L9

L7

L8

E5

E4

E3

P9

P8

P7

L3

L1

G2

G1

H1

H3

H2

L2

G3

E1

E2

44,30

29,53

14,77

0,00

Muestras de agua

Dis

tan

cia

G1 G2

Figura 61: Dendograma de aguas superficiales y subterráneas

Con la finalidad de realizar un análisis más detallado, se procedió a separar de forma

arbitraria los dos grupos obtenidos, identificando cinco subgrupos, como se muestra en

la Figura 62.

115




P3

P2

P6

P5

P1

L4

P4

L5

L10

E6

L6

L9

L7

L8

E5

E4

E3

P9

P8

P7

L3

L1

G2

G1

H1

H3

H2

L2

G3

E1

E2

44,30

29,53

14,77

0,00

Muestras de agua

Dis

tan

cia

G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2

Figura 62: Dendograma grupos subdivididos

El subgrupo G1.2 está compuesto exclusivamente por muestras de agua superficial y el

subgrupo G1.3 sólo por aguas subterráneas, en cambio los subgrupos G1.1, G2.1 y

G2.2 están compuestos tanto por aguas superficiales como subterráneas. La Figura 58

muestra los porcentajes de muestras de agua superficial y subterránea en cada grupo.

116




Figura 63: Porcentaje de muestras de agua superficial y subterránea para cada grupo.

A continuación se analizan las composiciones químicas e isotópicas promedio para

cada agrupación obtenida (Tabla 16).

Tabla 16: Promedios de parámetros químicos e isótopos para cada grupo.

N DO pH CE TDS Ca Mg Na K Sr HCO3 Cl SO4 NO3 F Dureza B Si δ

2H δ

18O

mg/L

μS/cm mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L ‰ ‰

G1.1 6 5,9 8,5 1327,9 338,0 89,1 26,6 55,1 2,6 0,3 269,9 47,6 120,8 2,1 0,2 331,9 0,2 10,9 -66,3 -8,5

G1.2 5 6,3 9,1 455,2 217,0 62,8 14,2 31,3 2,1 0,3 189,1 17,2 74,3 0,3 0,1 215,5 0,2 5,1 -63,5 -7,8

G1.3 3 4,7 7,5 535,8 249,7 38,0 27,6 46,7 3,0 0,2 202,0 46,5 19,5 8,0 0,3 208,7 0,1 20,5 -35,1 -5,9

G2.1 9 7,7 7,9 2563,0 1211,7 219,3 86,8 253,9 6,1 1,1 355,5 486,9 395,9 1,7 0,4 905,3 0,3 9,3 -57,5 -7,1

G2.2 8 6,0 7,8 1576,7 761,9 120,1 56,4 186,1 4,9 0,9 390,6 243,1 202,9 3,3 0,3 532,2 0,2 11,1 -51,1 -6,5

N: Número de muestras en cada grupo.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2

Grupos

!Agua Superficial )Agua Subterránea

117




A continuación se analiza cada uno de los subgrupos obtenidos en el análisis de

clúster:

Grupo 1 (G1): Este grupo está compuesto por muestras de agua superficial y

subterránea. Sus componentes coinciden con los agrupados en el análisis realizado por

Jofré (2011), exceptuando los puntos APR Limarí (L4) y APR Graneros (P1), y tal como

allí se indica muestra la mayor diferenciación de clústeres, ya que formó dos subgrupos

con una clasificación muy específica en la cual el 100% de sus componentes

correspondían sólo a muestras de agua superficial o subterránea. Se distinguieron 3

subgrupos.

Grupo 1.1 (G 1.1): Este subgrupo está compuesto por muestras de agua subterránea

de cuatro de las cinco subcuencas en estudio (se excluye Punitaqui); y, por las

muestras de agua superficial tomadas en el Estero El Ingenio en Lagunillas (E2) y

Río Hurtado en Villaseca (H2). Presenta altos valores de Dureza, HCO3, STD y pH.

Hay concordancia espacial de acuerdo a su clasificación en el análisis de clúster

como se puede observar en la Figura 67. De acuerdo al diagrama de Piper (Fig. 65)

la muestra de este subgrupo es del tipo bicarbonatada cálcica.

Grupo 1.2 (G 1.2): Este subgrupo está conformado en su totalidad por aguas

superficiales. Con sólo 5 muestras de toda la cuenca, posee dos pertenecientes al

Río Grande, los dos primeros puntos superficiales del Río Limarí (Los Peñones y La

Chimba) y el Embalse Recoleta (H1). Dentro del grupo, presentó las más bajas

concentraciones de y HCO3, F, STD, Mg, Na, K, Cl, Si y N-NO3. Presenta el valor de

pH más alto de todos los grupos. Dentro del análisis de clúster y como muestra la

figura 67, el subgrupo muestra una concordancia espacial al interior de la cuenca. De

acuerdo al diagrama de Piper (Fig. 65) la muestra de este subgrupo es del tipo

bicarbonatada cálcica.

Grupo 1.3 (G 1.3): Este subgrupo, está conformado en su totalidad por las muestras

de aguas subterráneas tomadas en el Estero Punitaqui, específicamente en el sector

de Rinconada de Punitaqui. Este subgrupo tiene los menores niveles de DO, pH, Ca,

Sr, SO4, Dureza Total y B. También, presenta la mayor concentración de N-NO3.

118




Respecto a su clasificación en el análisis de clúster, hay concordancia espacial. De

acuerdo al diagrama de Piper la muestra de este subgrupo es del tipo bicarbonatada

cálcica.

Grupo 2 (G2): Este grupo está compuesto tanto por muestras de aguas superficiales

como subterráneas. Presentó las mayores concentraciones en casi todos los

parámetros. En él se distinguieron 2 subgrupos.

Grupo 2.1 (G 2.1): Este subgrupo está compuesto por puntos de aguas superficiales

y subterráneas. Lo integran los puntos del Estero El Ingenio desde el Cruce Talhuén

(E3) en adelante y los puntos del Rio Limarí luego de su confluencia con el estero

mencionado. Presentó la mayor concentración de SO4 de toda la cuenca, al igual que

la de Cl, Dureza, Sr, Mg, F y B. Las altas concentraciones que presenta, tal como se

ha analizado anteriormente, se pueden deber a la actividad minera desarrollada en la

zona contigua de Panulcillo y al aporte hidrotermal generado a partir de las terrazas

marinas presentes en la zona. Presenta además pH mayor a 7, y por ende una alta

concentración de HCO3. De acuerdo al diagrama de Piper (Fig. 65) la muestra de

este subgrupo es del tipo sulfatada cálcica.

Grupo 2.2 (G 2.2): En este subgrupo están las muestras de agua superficial y

subterránea tomadas a lo largo del Estero Punitaqui además de las muestras del

tramo final del Río Limarí antes de su confluencia con el Estero el Ingenio. Estas

muestras, presentaron altas concentraciones de NO3, K, Sr, Mg y Na. Presentó

características paramétricas muy similares al subgrupo G2.1, emplazándose

inmediatamente aguas abajo de éste (Fig. 67), lo que demuestra que existe

concordancia espacial, puesto que coinciden geográficamente. De acuerdo al

diagrama de Piper (Fig. 65) este subgrupo es del tipo clorurado cálcico.

En la Figura 64 se muestra un resumen de los promedios de las concentraciones de los

parámetros químicos y el pH para cada subgrupo.

119




Figura 64: Promedios de las concentraciones de los parámetros químicos y el pH para cada grupo.

A continuación se muestra el diagrama de Piper (Fig. 65) realizado utilizando la Tabla

16 que contiene los promedios de los parámetros químicos e isotópicos para cada

grupo. En él se observa claramente la división resultante en el análisis de clúster. Los

subgrupos G1.1, G1.2 y G1.3 mostraron una clara tendencia de pertenecer a las aguas

de tipo bicarbonatadas cálcicas. Los subgrupos G2.1 y G2.2 clasificaron dentro de los

grupos de aguas sulfatadas cálcicas y cloruradas cálcicas respectivamente.

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

0,0

0,1

1,0

10,0

100,0

1000,0

10000,0

G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2

DO

TDS

Ca

Mg

Na

K

Sr

HCO3

Cl

SO4

NO3

F

Dureza

B

Si

pH

Un

idad

de

pH

Co

nce

ntr

aci

ón

mg/

L

120




Figura 65: Diagrama de Piper para clúster. % G1.1 - G1.2 0 G1.3 b G2.1 j G2.2

121




La Figura 66, muestra las razones isotópicas medias para cada subgrupo y su lugar de

ubicación respecto a la línea meteórica local (LML).

Figura 66: Promedio de razones isotópicas para cada grupo. LML; Línea de regresión

(δ2H=11.3 δ

18O + 26,1); R

2= 0,88.

Como se puede observar en la figura 66 el subgrupo G1.3 se emplaza como una

agrupación más enriquecida isotópicamente que las demás y muy cercana a la Línea

Meteórica Local, esto ya que está conformada por los puntos de Rinconada de

Punitaqui (P7, P8 y P9) los cuales, como ya se ha indicado, corresponden a recarga

local. La ubicación de los subgrupos G1.1 y G1.2, compuestos por los puntos ubicados

en la parte más alta del área de estudio, muestra una señal isotópica más empobrecida

controlada mayormente por el efecto directo de los embalses y las aguas precipitadas

aguas arriba de estos. Por último los clúster G2.1 y G2.2 compuestos por los puntos

emplazados en la parte media de la zona de estudio (fig. 67) se presentan como una

combinación de los procesos mencionados anteriormente. Esto coincide con lo

mostrado en Jofré (2011).

y = 1R² = #N/A

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

-35

-30

-9 -8 -7 -6 -5

δ18O (‰)

G1.1

G2.1

G1.3

G1.2

G2.2δ2H

(‰)

122




Finalmente, la Figura 67 presenta la distribución espacial de los diferentes grupos o

clústeres obtenidos.

Se puede observar que existe cierta concordancia con la distribución espacial obtenida

en los diagramas de Stiff (Fig. 24). Se observa claramente la influencia de las

instalaciones de Panulcillo sobre la formación de un grupo, específicamente desde el

punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) hasta APR Barraza (L10), incluyendo los

puntos del Estero Punitaqui. Otro grupo observado lo integran las muestras tomadas

aguas abajo de los embalses hasta el Río Limarí en La Chimba (L3). Y finalmente una

última agrupación, formada por los puntos de Rinconada de Punitaqui, lo que confirma

lo mencionado en análisis anteriores, que son aguas de composición muy diferente al

resto de las muestras tomadas en la zona de estudio.

Figura 67: Distribución espacial de los distintos grupos en la cuenca.

123




4.5.2 Análisis de Componentes Principales

El análisis de componentes principales se realizó con los datos químicos y sin

considerar la información isotópica.

Se determinaron tres componentes principales significativos, los que explican el 83% de

la variabilidad de los datos. La Tabla 17 muestra un resumen de los pesos otorgados a

cada uno de los parámetros en cada componente principal significativo. Al final de la

tabla se muestran los valores propios de cada componente principal, la proporción de la

variabilidad explicada por cada uno de ellos y la varianza acumulada.

Tabla 17: Peso de cada parámetro en los tres componentes principales significativos,

los valores propios, varianza explicada y varianza explicada acumulada de cada

componente principal.

Parámetro PC1 PC2 PC3

OD 0.090 -0.297 0.053

pH -0.136 -0.410 -0.136

CE 0.276 -0.030 -0.061

STD 0.299 -0.023 -0.079

Ca 0.271 -0.168 0.110

Mg 0.285 0.067 -0.073

Na 0.291 0.034 -0.156

K 0.266 0.032 -0.316

Sr 0.195 -0.123 0.468

HCO3 0.242 0.060 -0.202

Cl 0.293 0.039 -0.157

SO4 0.259 -0.209 0.183

N-NO3 0.018 0.357 0.202

F 0.168 0.299 0.392

Dureza total 0.296 -0.067 0.035

B 0.209 -0.185 0.400

Si -0.014 0.470 -0.132

Valor Propio 10.861 3.593 1.438

Proporción 0.572 0.189 0.076

Acumulada 0.572 0.761 0.836

El primer componente principal (PC1) explica el 57,2% de la variabilidad total y presenta

las mayores correlaciones con la CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4 y Dureza Total. El

124




segundo componente principal (PC2) explica el 18,9% de la variabilidad total, mostró

una alta correlación positiva con NO3, F y Si, y negativa con el OD y pH. El tercer

componente principal (PC3), explica el 7,6% de la variabilidad total y mostró la mayor

correlación positiva con Sr, F y B, y negativa con K.

La Tabla 18 presenta un resumen de los tres componentes principales, y una

interpretación preliminar para cada uno de ellos. En el anexo E se muestra un output

completo entregado por el programa Minita 16.

Tabla 18: Resumen de interpretación de los tres primeros componentes principales.

Componentes Principales

Parámetros Interpretación Preliminar

PC1 CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4, Dureza Reciclaje (clima) y aportes

hidrotermales.

PC2 -OD, -pH, NO3, F, Si Contaminación agrícola y

doméstica.

PC3 -K, Sr, F, B Lixiviación de arcillas-

Terrazas marinas

PC1 contiene parámetros que reflejan los procesos producidos en zonas de alteración

hidrotermal en la cuenca, al igual que en la campaña de muestreo anterior. De igual

modo existe un proceso de reciclaje de elementos que se desarrolla en base al clima

semiárido de la zona de estudio y que favorece la evaporación tanto como la presencia

de neblinas costeras capaces de transportar elementos, como el Na y el Cl, en forma de

aerosoles hacia el interior de la cuenca.

PC2 contiene parámetros que reflejan una influencia de las actividades agrícolas

(fertilizantes), aguas residuales domésticas o cualquier otro tipo de residuo orgánico,

representado en este caso por el N-NO3, el cual se correlaciona inversamente con el

oxígeno disuelto (OD), y éste a su vez con el pH.

PC3 contiene parámetros que indicarían una interacción entre arcillas, que al lixiviarse

en condiciones de moderada acidez liberan K y capturan B presente en las terrazas

marinas existentes en el área de estudio.

125




En la Figura 68 se muestra la distribución de los clústeres en el espacio de

componentes principales. Se puede observar que los clústeres muestran una

coherencia espacial en el espacio de los componentes principales. PC1, cuyos

parámetros representativos fueron CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4 y Dureza, separa a

los grupos G1 a la izquierda y G2 a la derecha en la mayoría de sus puntos, esto es

más estricto en el mismo análisis realizado para la campaña de otoño. Lo anterior es

muy consistente con lo observado en el análisis de clústeres, ya que G2 tiene los más

altos valores de estos parámetros en toda la cuenca, y G1 los más bajos. En el eje de

PC2, cuyos parámetros fueron OD, pH, NO3, F y Si, G1.3 quedó ubicado

completamente en la parte superior, G1.2 en la parte negativa del eje, y tanto G1.1,

G2.1 y G2.2 lo hicieron en la zona central. Este análisis es muy similar a lo descrito en

Jofré (2011).

Figura 68: Ubicación de los grupos obtenidos en el análisis de clústeres según los componentes principales.

126




5 CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos en las aguas superficiales y subterráneas indican que, de los

diversos parámetros analizados, los con mayores concentraciones en la parte baja de la

cuenca del Limarí fueron CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4 y Dureza Total. Con

respecto a cada una de las cinco subcuencas consideradas en este estudio se puede

decir que Río Grande y Río Hurtado se caracterizaron por tener las concentraciones de

iones más bajas de toda la cuenca, lo que se puede atribuir al efecto de los embalses.

En el Estero El Ingenio destaca la mayor concentración de SO4, entre otros parámetros

máximos, por efecto de los lixiviados de la Compañía Minera Panulcillo que infiltran a

sus aguas. Punitaqui presentó los valores más altos en nitratos de toda la cuenca, esto

debido posiblemente a la influencia de las aguas del Embalse La Paloma. En relación a

los metales, no se hallaron altas concentraciones de estos en los puntos monitoreados.

Los principales procesos y/o factores identificados que determinan las características

químicas en la cuenca son:

La infiltración de soluciones con contenidos de sulfato hacia las aguas del Estero El

Ingenio provenientes de piscinas evaporadoras de Panulcillo, provoca una alteración

importante a lo largo de toda la cuenca.

Las terrazas marinas existentes en el área de estudio generan un aumento de las

concentraciones salinas de las aguas del Estero El Ingenio, Estero Punitaqui y final

de la subcuenca del Río Limarí.

El efecto de los embalses sobre la química de las aguas de la zona de estudio, su rol

decantador es probablemente la causa por la cual no se encontraron grandes

concentraciones de metales.

En general, aguas superficiales y subterráneas siguen una misma tendencia lo que

indica cierto grado de interacción entre éstas. La clasificación de las aguas de acuerdo

al diagrama de Piper mostró una concordancia entre el agua superficial y subterránea

en todas las subcuencas, indicándose como bicarbonatadas cálcicas las

correspondientes a Río Grande y Hurtado, cloruradas cálcicas las de Limarí y Hurtado y

127




Sulfatadas cálcicas las de El Ingenio. Estas similitudes en la clasificación puede ser un

indicador de interacción entre aguas superficiales y subterráneas.

En relación a la isotopía, se puede decir que las señales observadas corresponden a

una combinación de los procesos de evaporación del agua en los embalses,

evaporación de agua en el suelo (agua infiltrada y de riego) y de precipitación local. Es

importante señalar que tanto aguas superficiales como aguas subterráneas presentaron

señales isotópicas similares, lo que probablemente sería un indicador de que se

encuentran mezcladas. Esto señala la existencia de una interacción entre ellas.

Con respecto al análisis isotópico de sulfato realizado se puede indicar que el origen de

éste es variado a lo largo de la cuenca. A la salida de los embalses la señal es

representativa de los valores de rocas ígneas que conforman la parte alta de la cuenca.

El Estero El Ingenio presenta el más bajo valor del isótopo 34S, así como el más alto de

SO4, lo cual demuestra que este último proviene de la pirita y los tratamientos

realizados en la faena minera de Panulcillo. Aguas abajo y hasta el final de la cuenca

los valores de 34S son indicadores de depósitos sedimentarios de origen marino, esto

sumado a una pequeña influencia de agua de mar (en los puntos cercanos a la costa) y

precipitaciones locales.

La concordancia de los resultados obtenidos tanto en aguas superficiales como en

aguas subterráneas indica que existe interacción entre ambas en todas las subcuencas

del Limarí. Lo anterior confirma la gran utilidad del uso simultáneo de herramientas

químicas, isotópicas y del análisis multivariado para establecer cierto grado de

interacción.

Finalmente es importante señalar que los resultados obtenidos en el análisis de la

presente campaña confirman lo observado en la campaña anterior, realizado por Jofré

(2011), presentando en algunos casos sólo pequeñas diferencias.

128




REFERENCIAS

Albrecht, T. 2007. Using sequential hydrochemical analyses to characterize water

quality variability at Mamm Creek gas field area, southeast Piceance basin,

Colorado. Memoria para optar al grado de Master of Science (Hidrology)

Colorado School of Mines.

Álvarez, P., Oyarzún, R., 2006. Interacción río-acuífero en zonas áridas: contexto

legal y análisis de casos. VIII Congreso Latino Americano de Hidrología

Subterránea (ALSHUD). Asunción, Paraguay.

Allègre C-J y Richard, G. 1973. Introduction à la Géochimie. Ed Presses

Universitaires de France, Vendome, Fr. 64 p.

Anacona, J. 2010. Sistematización y análisis crítico de la información

hidrogeológica de la cuenca del río Limarí, con especial énfasis en la zona bajo

embalses y en la interacción aguas superficiales / aguas subterráneas. Memoria

para optar al título de Ingeniero Civil Ambiental, Universidad de La Serena. 160

p.

Baldessari, R. 2007. Efectos naturales y antrópicos en la calidad de las aguas del

Río Limarí y sus afluentes. Memoria para optar al título de Ingeniero Civil

Ambiental, Universidad de La Serena. 224 p.

Baskaran, S., Ransley, T., Brodie, R.S., y Baker, P. 2009. Investigating

groundwater-river interactions using environmental tracers. Australian Journal of

Earth Sciences 56(1):13-19.

Brodie, R., Bakaran, S., Robyn, T., Hostetler, S., Ransley, T. 2007. An Overview

of Tools for Assessing Groundwater-Surface Water Connectivity. Departament of

Agriculture, Fisheries and Forestry. Bureau of Rural Sciences. National Landcare

Programme. Australian Government. 131 p.

Carvajal, M. 2009. Caracterización química e isotópica del sistema hidrológico de

la cuenca del Elqui. Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Ambiental,

Universidad de La Serena. 167 p.

Clark, I., Fritz, P. (1997). Environmental isotopes in hydrogeology. CRC Press,

Boca Ratón, Florida.

129




DGA, 2004. Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de agua según

objetivos de calidad. Cuenca del Río Limarí. 137 p.

DGA, 2008. Evaluación de los recursos hídricos subterráneos de la cuenca del

río Limarí. Santiago de Chile. Documento Técnico Nº 268. 40 p.

Gee, G., Zhang, Z., Tyler, S., Albright, W., Singleton M., 2005. Chloride Mass

Balance: Cautions in predicting increased recharge rates. Vadose Zone Journal

4: 72-78.

Gobernación Provincial del Limarí. Disponible en

http://www.gobernacionlimari.gov.cl/geografia.html. Consultado el 31 de Mayo

de 2011.

Green, G., Stewart S., 2008. Interactions between groundwater and surface

water systems in the Eastern Mount Lofty Ranges, South Australia, DWLBC

Report 2008/27. Department of Water, Land and Biodiversity Conservation.

Government of South Australia.

Gutiérrez, S., 2007. Consultoría Técnica Anteproyecto normas secundarias de

calidad ambiental para la protección de las aguas continentales superficiales de

la Cuenca del Río Limarí, Informe de Avance. Contrato de Consultoría 1854-15-

LE07. Coquimbo. 163 p.

Jofré, E. 2011. Caracterización de la interacción agua superficial / agua

subterránea en la parte baja de la cuenca del río Limarí, a través del uso de

herramientas hidroquímicas e isotópicas. Memoria para optar al título de

Ingeniero Civil Ambiental, Universidad de La Serena. 154 p.

Kirk, D., Wright, W., Mast, M., Bove, D., Rye, R., 2007. Aqueous-Sulfate stable

isotopes – A study of mining-affected and undisturbed acidic drainage. En S.

Church, P. Guerard, y S. Finger (Eds.), Integrated Investigations of environmental

effects of historical mining in the Animas River Watershed, San Juan County,

Colorado (pp 391 – 413).

Levinson, A.A. 1974. Introduction to Exploration Geochemistry. Ed. Applied

Publishing, Maywood, Illinois. 74. Información para nitrógeno en ríos del Mundo.

Minitab INC. Technical Support Document. Taking the Perplexity out of P-Values.

http://www.gobernacionlimari.gov.cl/geografia.html

130




OMS, 2006. Guías para la calidad del Agua Potable. Primer apéndice a la

Tercera Edición. Vol. I, 408 pp.

Rojas, A., Oyarzún, J., Maturana, H., 2006. La pluma de contaminación

ferruginosa con Cu y Zn del Estero El Ingenio afluente del río Limarí, IV región.

Congreso internacional de Ingeniería Agrícola, Chillán, Chile.

Ruiz, J., 2003. Utilización del balance de cloruros en la zona no saturada en la

estimación de la recarga natural a un acuífero detrítico. Estudios de la Zona No

Saturada del Suelo Vol. VI: 403-408.

Strauch, G., Oyarzun, R., Reinstorf, F., Oyarzun, J., Schirmer, M., Knöller, K.

2009. Interaction of water components in the semi-arid Huasco and Limarí river

basins, North Central Chile. Advances in Geosciences 22: 51–57.

Thyne, G., Güler, C. y Poeter, E. 2004. Sequential analysis of hydrochemical

data for watershed characterization. Groundwater, Vol. 42, N° 5.

Yidana, S., Ophoria, D., Banoeng-Yakubob, B. 2008. A multivariate statistical

analysis of surface water chemistry data – The Ankobra Basin, Ghana. Journal of

environmental management 86: 80 – 87.

Zagana, E., Obeidat, M., Kuells, Ch., Udluft, P. 2007. Chloride, hydrochemical

and isotope methods of groundwater recharge estimation in eastern

Mediterranean areas: a case study in Jordan. Hydrological Processes, 21: 2112-

2123.

131




ANEXO A Los valores en rojo corresponden a aquellos menores o iguales al límite de detección, los cuales fueron reemplazados por el

promedio entre cero y el valor del límite para cada parámetro.

Base de datos

Punto Sector Sector

Coordenadas

Norte Este Altura Fecha A.Superficial A.Subterránea

UTM UTM msnm

1 Estero El Ingenio en Lagunillas E2 6619063 292035 272 3/11/10 X 2 Estero El Ingenio en Cruce Talhuén E3 6616189 289738 244 3/11/10 X

3 Estero El Ingenio en badén E4 6608944 281502 161 3/11/10 X

4 Estero El Ingenio en cruce El Tapiche E5 6608986 276838 120 3/11/10 X

5 Río Limarí en cruce San Julián con El Tapiche L5 6608648 276749 119 3/11/10 X

6 Río Limarí en cruce Los Aromos L7 6609058 269787 89 3/11/10 X

7 Embalse Recoleta H1 6617065 293553 255 12/11/10 X

8 Rio Hurtado en Villaseca H2 6617065 293553 256 12/11/10 X 9 Río Grande (A.Ab.Embalse La Paloma) G1 6602373 304892 317 12/11/10 X

10 Rio Grande en El Guindo G2 6606953 298204 269 12/11/10 X

11 Rio Limarí en Los Peñones L1 6613516 291866 207 12/11/10 X

12 Rio Limarí en La Chimba L3 6609881 287019 186 12/11/10 X

13 APR Estación Recoleta E1 6623568 293943 301 24/11/10 X

14 APR Villaseca H3 6617489 293742 288 24/11/10 X

15 APR El Guindo G3 6607296 298327 281 24/11/10 X

16 Estero Punitaqui en Chalinga P5 6595884 270212 108 24/11/10 X 17 Estero Punitaqui en Camarico P2 6594347 273207 128 24/11/10 X

18 Río Limarí en Barraza L9 6609058 269787 37 24/11/10 X

19 APR Cerrillos de Tamaya L8 6610044 268730 83 1/12/10 X

20 Aguas del Valle (Ovalle) L2 6613456 291745 219 1/12/10 X

21 APR San Julián L6 6608112 275648 127 1/12/10 X

22 APR El Trapiche E6 66009065 276941 118 1/12/10 X

23 APR Limarí L4 6607686 280634 156 1/12/10 X 24 APR Barraza L10 6605801 261532 46 9/12/10 X

25 APR Graneros P1 6593756 281261 187 9/12/10 X

26 APR Camarico Chico P3 6594114 272884 106 9/12/10 X

27 APR Los Nogales P4 6597674 275065 236 9/12/10 X

28 APR Chalinga P6 6595671 270083 120 9/12/10 X

32 Vertiente, Rinconada Punitaqui P7 6581682 274950 432 13/12/10 X

34 Vertiente, Rinconada Punitaqui P8 6581877 273804 567 13/12/10 X 35 Vertiente, Rinconada Punitaqui P9 6583492 273222 530 13/12/10 X

132




Parámetros Terreno

DO pH Temp mmHg MΩ Conduct mS/cmA TDS Salinidad ORP DO

mg/L ⁰C uS/cm mg/L %

5,3 8,5 12,78 738,9 0,0013 858 0,687 398 0,44 -100,4 42,3

5,9 7,6 13,23 741,5 0,0006 1870 1,506 864 1,00 -95,3 47,4 6,5 7,9 13,30 749,0 0,0003 2957 2,612 1496 1,77 -112,5 51,7

11,5 8,1 15,53 753,6 0,0004 2681 2,392 1306 1,53 -78,9 93,9

11,2 8,2 17,74 753,6 0,0009 1166 1,046 547 0,61 -131,0 110,7

10,2 8,1 19,54 756,3 0,0004 2392 2,463 1240 1,43 -103,2 92,0

6,2 9,0 16,41 731,2 0,0022 481 0,418 225 0,24 1,8 58,5

6,1 8,7 15,37 743,1 0,0015 739 0,621 341 0,37 -63,1 42,8

5,9 8,7 13,94 738,7 0,0029 364 0,302 170 0,18 -68,8 38,2 6,3 8,8 16,44 742,8 0,0028 379 0,333 178 0,19 -80,6 42,3

6,7 8,8 16,42 747,6 0,0021 519 0,453 243 0,26 -84,7 42,6

6,4 8,9 18,53 749,0 0,0019 534 0,522 269 0,29 -32,0 47,6

6,1 8,1 17,23 733,4 0,0013 1791 0,709 374 0,41 10,8 81,2

5,4 7,7 15,99 739,1 0,0015 694 0,597 323 0,35 -1,1 68,3

6,0 7,8 15,03 737,0 0,0017 608 0,526 291 0,32 -2,9 58,7

6,4 8,1 21,26 752,0 0,0004 2614 2,595 1266 1,45 -40,7 72,8 7,6 8,3 21,12 750,2 0,0007 1443 1,383 677 0,75 -52,6 90,1

9,5 8,3 22,26 757,0 0,0004 2482 2,696 1292 1,48 -26,7 121,9

6,6 7,9 13,97 753,6 0,009 3549 3,002 1696 2,02 39,8 53,1

6,3 8,1 15,76 742,5 0,0017 3277 0,553 301 0,33 21,2 62,4

6,3 7,7 14,53 751,9 0,0067 2248 1,216 677 0,77 -86,0 50,3

6,7 7,5 14,24 751,5 0,0005 2199 1,919 1078 1,25 -57,1 64,3

3,6 7,3 14,78 748,6 0,0011 898 0,792 440 0,49 -66,5 40,1 6,4 7,3 13,42 760,5 0,0004 2690 2,198 1256 1,47 75,3 57,4

5,8 7,4 16,30 748,1 0,0008 1232 1,096 589 0,66 10,2 48,0

5,1 7,5 14,92 753,4 0,0009 1253 1,059 585 0,66 5,2 51,7

6,1 7,7 17,28 743,9 0,0005 1920 1,804 950 1,09 -24,8 54,5

2,6 7,6 17,38 754,2 0,0005 2087 1,979 1041 1,20 -92,6 29,0

4,2 7,0 15,78 717,1 0,0022 487 0,414 225 0,24 46,7 41,5

6,96 7,4 33,87 713,3 0,0016 687 0,808 320 0,33 31,9 72,1 2,775 8,0 33,48 717,3 0,0024 433,5 0,514 204 0,21 -31,6 51,7

133




Cationes Aniones

Calcio Magnesio Sodio Potasio Hierro Sr Bicarbonato Cloruros Sulfato Fosfato Nitrato Flúor

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

70,7 40,7 84,7 2,8 0,2 0,27 325,7 78,7 119 0,05 0,52 0,260

266 85,9 114,0 3,1 0,05 0.51 269,6 151 767 0,05 2,4 0,970

241 125,0 322,0 6,2 0,05 1,10 418,5 557 507 0,11 8,5 0,684

211 97,7 275,0 6,3 0,05 1,10 375,8 545 393 0,13 1,4 0,366

117 26,0 134,0 5,3 0,05 1,20 320,9 157 159 0,91 2,7 0,239

199 77,0 278,0 6,6 0,05 1,20 298,9 550 328 0,12 0,125 0,177

76,2 13,8 23,0 2,5 0,05 0,34 161 12 111 0,05 0,41 0,111

113 20,2 39,8 1,9 0,05 0,41 241,6 43,3 147 0,05 0,86 0,116

49,8 12,3 21,3 2,0 0,05 0,41 158,6 10,2 52,4 0,05 0,56 0,073

54,4 13,0 23,0 1,9 0,14 0,24 170,8 12,8 56,5 0,05 0,125 0,075

67 15,7 38,8 2,0 0,14 0,29 226,9 22,6 71,7 0,05 0,125 0,116

66,8 16,3 50,5 2,1 0,05 0,29 228,1 28,4 80,1 0,05 0,125 0,151

60,7 42,5 75,4 4,2 0,05 0,24 271,5 59,2 131 0,05 6,8 0,229

113 18,7 35,7 1,9 0,05 0,05 231,8 37,6 143 0,05 2,6 0,262

92 19,6 40,8 2,3 0,05 0,38 296,5 26,1 85,7 0,05 1,4 0,241

168 102,0 307,0 7,5 0,12 1,20 468,5 498 342 0,1 1,2 0,245

103 64,0 162,0 4,9 0,11 0,68 416 212 174 0,05 0,8 0,239

198 81,8 286,0 6,8 0,05 1,29 287,9 569 321 0,05 0,4 0,203

281 126,0 339,0 8,5 0,05 1,60 391,6 805 417 0,1 2 0,275

85,2 17,7 54,0 2,5 0,05 0,33 252,5 40,8 99 0,05 0,125 0,241

154 30,5 162,0 3,9 0,05 0,81 386,7 213 204 0,05 0,125 0,209

197 72,1 221,0 5,7 2,6 1,00 417,2 394 299 0,1 0,125 0,241

108 25,1 94,8 3,5 0,05 0,55 377 68 119 0,05 4,3 0,227

227 85,6 288,0 7,94 0,05 1,50 353 598 327 0,14 0,125 0,200

69,4 40,4 146,0 3,15 0,2 0,38 318 146 131 0,05 5,4 0,440

106 56,0 136,0 3,90 0,2 0,64 422 173 135 0,1 0,47 0,250

140 48,2 264,0 4,42 0,05 1,25 310 317 311 0,05 10,5 0,230

149 89,8 245,0 6,20 1,3 1,08 492 374 252 0,17 0,74 0,250

32 26,1 52,4 2,50 0,05 0,05 226 37,5 16,1 0,26 3,2 0,460

45,1 35,8 54,7 2,50 0,05 0,2 190 72 31,7 0,19 13,8 0,370

36,9 21 32,9 4,10 0,05 0,1 190 30 10,7 0,19 6,9 0,200

134




Metales

Dureza Aluminio Boro Manganeso Plomo As Cd Cu Zinc

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

344 0,05 0,31 0,1 0,05 0,01 0,01 0,01 0,1 1018 0,05 0,47 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

1117 0,05 0,34 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

929 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

399 0,05 0,24 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

814 0,05 0,28 0,2 0,05 3,70 0,01 0,010 0,05

247 0,05 0,15 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

365 0,05 0,2 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 175 0,05 0,15 0,3 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

189 0,14 0,14 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

232 0,05 0,17 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

234 0,05 0,19 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

327 0,05 0,25 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

359 0,05 0,17 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

310 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 840 0,05 0,21 0,21 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

521 0,05 0,15 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

831 0,05 0,27 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

1221 0,05 0,27 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

286 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

510 0,05 0,24 0,3 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

789 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

373 0,05 0,27 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 919 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

340 0,05 0,16 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

495 0,05 0,17 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

548 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

742 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

187 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

260 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 179 0,05 0,05 0,05 0,8 0,01 0,01 0,01 0,05

135




Nutrientes Isótopos

P Li Si Deuterio Oxígeno Radón

mg/L mg/L mg/L δ‰2H δ‰18O Bq/m3

0,05 0,05 14,2 -64,4 -8,26 6952

0,05 0,05 8.4 -61,7 -7,53 437

0,11 0,05 9,8 -59,4 -7,41 131

0,13 0,05 8,4 -58,9 -7,32 922

0,91 0,05 5,1 -58,8 -7,33 396

0,12 0,05 7,3 -56,4 -6,96 1941

0,05 0,05 1,3 -68,9 -8,22 123

0,05 0,05 8,8 -75,5 -9,61 2242

0,05 0,05 8,8 -63,4 -7,97 373

0,05 0,05 2,8 -62,5 -7,56 627

0,05 0,05 5,5 -61,2 -7,49 816

0,05 0,05 7,1 -61,6 -7,55 941

0,05 0,05 14,8 -56,7 -7,59 24987

0,05 0,05 9,9 -74,7 -9,52 16760

0,05 0,05 8,8 -62,9 -8,06 12405

0,1 0,05 9,8 -42,6 -5,28 2342

0,05 0,05 7,8 -43,8 -5,60 1636

0,05 0,05 8,4 -54,2 -6,58 1229

0,1 0,05 8,9 -54,0 -6,60 5650

0,05 0,05 8,7 -63,7 -7,95 984

0,05 0,05 9,6 -59,7 -7,56 2798

0,1 0,05 12 -59,0 -7,31 8028

0,05 0,05 12 -62,7 -7,63 19073

0,14 0,05 11 -54,3 -6,63 7264

0,05 0,05 16,3 -55,2 -7,09 8894

0,1 0,05 13,7 -47,0 -6,17 4147

0,05 0,05 11 -53,9 -7,04 16559

0,17 0,05 13 -44,4 -5,50 4373

0,26 0,05 18,7 -35,1 -5,82 45055

0,19 0,05 19,4 -35,6 -5,96 88043

0,19 0,05 23,4 -34,5 -5,90 4458

136




ANEXO B

Análisis de la distribución probabilística de los datos. Para determinar la distribución estadística de los parámetros, la cual debe ser o tender

a ser normal para el uso adecuado del análisis multivariado, se aplicó la prueba de

Anderson Darling utilizando el programa Minitab 16 (Minitab Inc.). Con los resultados

obtenidos se procedió a realizar un análisis comparativo entre los valores obtenidos

para la curva Normal y Lognormal. En la siguiente tabla se presentan los resultados

numéricos del test donde se analizan los p-value obtenidos, con un nivel de

significancia de 5%.

Tabla B1: Resultados Test Anderson-Darling

Normal Lognormal

Mejor ajuste A-D p-value A-D p-value

OD 1.940 <0.005 1.791 <0.005 Lognormal

pH 0.614 0.100 0.514 0.178 Lognormal

CE 0.961 0.013 0.863 0.023 Lognormal

TDS 1.446 <0.005 0.714 0.056 Lognormal

Ca 0.826 0.029 0.269 0.656 Lognormal

Mg 1.324 <0.005 0.671 0.072 Lognormal

Na 1.488 <0.005 0.836 0.028 Lognormal

K 1.003 0.010 0.671 0.072 Lognormal

Sr 1.187 <0.005 0.801 0.034 Lognormal

HCO3 0.313 0.531 0.359 0.428 Normal

Cl 2.179 <0.005 0.648 0.083 Lognormal

SO4 1.203 <0.005 0.524 0.168 Lognormal

NO3 3.081 <0.005 0.718 0.055 Lognormal

F 2.770 <0.005 1.088 0.006 Lognormal

Dureza total 1.374 <0.005 0.595 0.112 Lognormal

B 0.591 0.115 1.632 <0.005 Normal

Si 0.755 0.044 1.212 <0.005 Normal 2H 0.926 0.016 Normal

18O 0.539 0.154 Normal

Los p-value superiores a 0,05 indican que los datos se distribuyen según la curva en

cuestión como ocurre con la mayoría de los valores correspondientes a la curva

137




Lognormal. A su vez, se puede observar que los valores de A-D, para la mayoría de

los parámetros son menores cuando pertenecen al ajuste de la distribución Lognormal,

lo cual significa que los datos presentan un mejor ajuste según la curva Lognormal. Fue

este último criterio el utilizado para determinar la mejor distribución del parámetro OD

cuyos p-values fueron <0.005 en ambos ajustes.

Usando los criterios antes mencionados se observa que los únicos parámetros que

muestran un mejor ajuste a la distribución normal son: HCO3, B, Si, 2H y 18O. El resto de

los parámetros que mostraron mejor ajuste a la curva Lognormal fueron transformados

para el análisis multivariado.

138




1,21,11,00,90,80,70,60,50,4

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log DO

Po

rce

nta

je

Media 0,7852

Desv.Est. 0,1405

N 31

AD 1,791

Valor P <0,005

log OD

12108642

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

DO prom

Po

rce

nta

je

Media 6,398

Desv.Est. 1,994

N 31

AD 1,940

Valor P <0,005

OD

10,09,59,08,58,07,57,06,5

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

pH prom

Po

rce

nta

je

Media 8,127

Desv.Est. 0,6521

N 31

AD 0,614

Valor P 0,100

pH

1,000,950,900,85

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log pH

Po

rce

nta

je

Media 0,9086

Desv.Est. 0,03464

N 31

AD 0,514

Valor P 0,178

log pH

40003000200010000-1000

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Conduct, Prom

Po

rce

nta

je

Media 1533

Desv.Est. 972,9

N 31

AD 0,961

Valor P 0,013

CE

4,003,753,503,253,002,752,50

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log Cond

Po

rce

nta

je

Media 3,085

Desv.Est. 0,3160

N 31

AD 0,863

Valor P 0,023

log CE

2000150010005000-500

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

TDS

Po

rce

nta

je

Media 673,0

Desv.Est. 458,0

N 31

AD 1,446

Valor P <0,005

TDS

3,63,43,23,02,82,62,42,22,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log TDS

Po

rce

nta

je

Media 2,724

Desv.Est. 0,3120

N 31

AD 0,714

Valor P 0,056

log TDS

300250200150100500-50

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Calcio

Po

rce

nta

je

Media 125,7

Desv.Est. 71,14

N 31

AD 0,826

Valor P 0,029

Ca

2,752,502,252,001,751,50

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log calcio

Po

rce

nta

je

Media 2,028

Desv.Est. 0,2607

N 31

AD 0,269

Valor P 0,656

log Ca

150100500-50

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Magnesio

Po

rce

nta

je

Media 49,89

Desv.Est. 34,96

N 31

AD 1,324

Valor P <0,005

Mg

2,52,01,51,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log Magnesio

Po

rce

nta

je

Media 1,588

Desv.Est. 0,3221

N 31

AD 0,671

Valor P 0,072

log Mg

4003002001000-100

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Sodio

Po

rce

nta

je

Media 142,0

Desv.Est. 107,9

N 31

AD 1,488

Valor P <0,005

Na

3,02,52,01,51,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log sodio

Po

rce

nta

je

Media 1,999

Desv.Est. 0,3955

N 31

AD 0,836

Valor P 0,028

log Na

1086420

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Potasio

Po

rce

nta

je

Media 4,165

Desv.Est. 2,019

N 31

AD 1,003

Valor P 0,010

K

1,21,00,80,60,40,20,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log potasio

Po

rce

nta

je

Media 0,5700

Desv.Est. 0,2119

N 31

AD 0,671

Valor P 0,072

log K

2,01,51,00,50,0-0,5

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Sr

Po

rce

nta

je

Media 0,6674

Desv.Est. 0,4650

N 31

AD 1,187

Valor P <0,005

Sr

0,50,0-0,5-1,0-1,5

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log Sr

Po

rce

nta

je

Media -0,3166

Desv.Est. 0,4036

N 31

AD 0,801

Valor P 0,034

log Sr

500400300200100

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

HCO3

Po

rce

nta

je

Media 306,3

Desv.Est. 93,18

N 31

AD 0,313

Valor P 0,531

HCO3

2,82,72,62,52,42,32,22,1

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log HCO3

Po

rce

nta

je

Media 2,465

Desv.Est. 0,1390

N 31

AD 0,359

Valor P 0,428

log HCO3

139




Figura B1: Gráfico de probabilidad para cada uno de los parámetros analizados.

8006004002000-200-400

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Cloruros

Po

rce

nta

jeMedia 220,6

Desv.Est. 230,4

N 31

AD 2,179

Valor P <0,005

Cl

3,53,02,52,01,51,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log Cl

Po

rce

nta

je

Media 2,036

Desv.Est. 0,5803

N 31

AD 0,648

Valor P 0,083

log Cl

7505002500

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

SO4

Po

rce

nta

je

Media 204,5

Desv.Est. 166,3

N 31

AD 1,203

Valor P <0,005

SO4

3,02,52,01,51,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log SO4

Po

rce

nta

je

Media 2,154

Desv.Est. 0,4197

N 31

AD 0,524

Valor P 0,168

log SO4

151050-5

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

N-NO3

Po

rce

nta

je

Media 2,544

Desv.Est. 3,447

N 31

AD 3,081

Valor P <0,005

N-NO3

210-1-2

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log N-NO3

Po

rce

nta

je

Media -0,02048

Desv.Est. 0,6718

N 31

AD 0,718

Valor P 0,055

log N-NO3

1,000,750,500,250,00

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

F

Po

rce

nta

je

Media 0,2694

Desv.Est. 0,1777

N 31

AD 2,770

Valor P <0,005

F

0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log F

Po

rce

nta

je

Media -0,6365

Desv.Est. 0,2384

N 31

AD 1,088

Valor P 0,006

log F

12009006003000

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Dureza

Po

rce

nta

je

Media 519,3

Desv.Est. 309,7

N 31

AD 1,374

Valor P <0,005

Dureza

3,43,23,02,82,62,42,22,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log Dureza

Po

rce

nta

je

Media 2,641

Desv.Est. 0,2605

N 31

AD 0,595

Valor P 0,112

log Dureza

0,50,40,30,20,10,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

B

Po

rce

nta

je

Media 0,2110

Desv.Est. 0,08882

N 31

AD 0,591

Valor P 0,115

B

2520151050

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Si

Po

rce

nta

je

Media 10,47

Desv.Est. 4,681

N 31

AD 0,755

Valor P 0,044

Si

-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2-1,4

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log B

Po

rce

nta

je

Media -0,7235

Desv.Est. 0,2290

N 31

AD 1,632

Valor P <0,005

log B

1,61,41,21,00,80,60,40,20,0

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

log Si

Po

rce

nta

je

Media 0,9685

Desv.Est. 0,2406

N 31

AD 1,212

Valor P <0,005

log Si

-30-40-50-60-70-80

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Deuterio

Po

rce

nta

je

Media -56,35

Desv.Est. 10,37

N 31

AD 0,926

Valor P 0,016

Deuterio

-5-6-7-8-9-10

99

95

90

80

70

60

50

40

30

20

10

5

1

Oxígeno 18

Po

rce

nta

je

Media -7,194

Desv.Est. 1,045

N 31

AD 0,539

Valor P 0,154

Oxígeno 18

140




ANEXO C

Output Análisis de Clúster

Variables estandarizadas, Distancia euclidiana, Enlace de Ward

Pasos de amalgamación

Número Número de

de Nivel de Nivel de Grupos Nuevo obs. en el

Paso grupos semejanzal distancia incorporados grupo grupo nuevo

1 30 92,962 0,7679 11 12 11 2

2 29 87,066 1,4110 6 18 6 2

3 28 84,453 1,6962 22 24 22 2

4 27 83,442 1,8064 9 10 9 2

5 26 79,046 2,2861 7 9 7 3

6 25 78,291 2,3684 4 19 4 2

7 24 75,971 2,6216 17 26 17 2

8 23 75,473 2,6758 3 4 3 3

9 22 75,405 2,6833 1 13 1 2

10 21 73,359 2,9065 15 20 15 2

11 20 72,915 2,9549 21 22 21 3

12 19 72,560 2,9937 29 30 29 2

13 18 72,066 3,0475 23 25 23 2

14 17 70,710 3,1955 16 28 16 2

15 16 70,699 3,1967 5 27 5 2

16 15 70,183 3,2530 8 14 8 2

17 14 70,176 3,2537 7 11 7 5

18 13 64,461 3,8773 1 15 1 4

19 12 64,355 3,8889 29 31 29 3

20 11 63,918 3,9365 16 17 16 4

21 10 63,244 4,0100 6 21 6 5

22 9 58,396 4,5389 5 23 5 4

23 8 55,630 4,8407 1 8 1 6

24 7 51,757 5,2632 2 3 2 4

25 6 37,315 6,8389 2 6 2 9

26 5 32,043 7,4140 5 16 5 8

27 4 0,546 10,8503 1 7 1 11

28 3 -1,688 11,0940 2 5 2 17

29 2 -80,178 19,6571 1 29 1 14

30 1 -306,071 44,3017 1 2 1 31

Partición final

Número de grupos: 5

Dentro de Distancia

la suma de promedio Distancia

Número de cuadrados desde el máxima desde

observaciones del grupo centroide centroide

Grupo1 6 31,6264 2,26523 2,65664

Grupo2 9 51,1964 2,27591 3,95315

Grupo3 8 59,0196 2,64489 3,31064

Grupo4 5 8,7425 1,29973 1,57599

Grupo5 3 12,0298 1,98458 2,24333

141




Centroides de grupo

Centroide

Variable Grupo1 Grupo2 Grupo3 Grupo4 Grupo5 principal

log DO -0,12104 0,63745 -0,285634 0,08469 -1,04973 -0,0000000

log pH 0,52886 -0,40071 -0,490440 1,50002 -1,04777 0,0000000

log CE -0,16475 1,00388 0,280816 -1,36702 -1,15259 0,0000000

log TDS -0,63384 1,10671 0,422686 -1,26363 -1,07357 0,0000000

log Ca -0,34159 1,17752 0,145168 -0,90054 -1,73559 0,0000000

log Mg -0,60545 1,00267 0,356847 -1,35737 -0,48641 -0,0000000

log Na -0,71407 0,97052 0,605289 -1,34112 -0,86232 0,0000000

log K -0,81188 0,93410 0,472461 -1,17872 -0,47389 -0,0000000

log Sr -0,77595 0,85817 0,551336 -0,47965 -1,69342 -0,0000000

HCO3 -0,39004 0,52789 0,904405 -1,25775 -1,11909 0,0000000

log Cl -0,66269 1,04173 0,482904 -1,43936 -0,68862 0,0000000

log SO4 -0,19082 0,99009 0,286081 -0,71228 -2,16437 -0,0000000

log NO3 0,06547 -0,34222 0,466245 -0,96630 1,26290 -0,0000000

log F -0,11122 0,51827 0,207287 -1,50150 0,61737 -0,0000000

log Dureza -0,46546 1,16961 0,251009 -1,19426 -1,25685 0,0000000

B 0,04540 1,05243 -0,179776 -0,57383 -1,81229 -0,0000000

Si 0,08418 -0,24929 0,131355 -1,14772 2,14209 -0,0000000

Deuterio -0,96123 -0,11239 0,510440 -0,69164 2,05119 0,0000000

Oxígeno 18 -1,24897 0,08955 0,706955 -0,54031 1,24459 0,0000000

Las distancias entre los centroides de grupos

Grupo1 Grupo2 Grupo3 Grupo4 Grupo5

Grupo1 0,00000 5,59469 4,32792 3,45738 6,11959

Grupo2 5,59469 0,00000 2,95812 7,94524 8,90488

Grupo3 4,32792 2,95812 0,00000 6,51825 6,43770

Grupo4 3,45738 7,94524 6,51825 0,00000 6,83632

Grupo5 6,11959 8,90488 6,43770 6,83632 0,00000

142




ANEXO D

Opciones seleccionables Software Minitab 16.

a) Análisis de Cluster

Figura D1: Análisis de Cluster con Minitab.

b) Análisis de Componentes Principales

Figura D2: Análisis de Componentes Principales con Minitab.

143




ANEXO E

Output Análisis de Componentes Principales. Análisis de los valores y vectores propios de la matriz de correlación

Valor propio 10,861 3,593 1,438 0,835 0,673 0,404 0,362 0,225 0,182

Proporción 0,572 0,189 0,076 0,044 0,035 0,021 0,019 0,012 0,010

Acumulada 0,572 0,761 0,836 0,880 0,916 0,937 0,956 0,968 0,977

Valor propio 0,154 0,145 0,059 0,043 0,015 0,008 0,003 0,001 0,000

Proporción 0,008 0,008 0,003 0,002 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000

Acumulada 0,986 0,993 0,996 0,999 0,999 1,000 1,000 1,000 1,000

Valor propio 0,000

Proporción 0,000

Acumulada 1,000

Variable PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 PC8

log DO 0,090 -0,297 0,053 -0,751 0,366 -0,022 -0,154 0,125

log pH -0,136 -0,410 -0,136 -0,054 -0,459 -0,040 -0,238 0,069

log CE 0,276 -0,030 -0,061 -0,019 0,080 -0,089 -0,260 -0,255

log TDS 0,299 -0,023 -0,079 -0,041 -0,030 -0,027 0,021 -0,003

log calcio 0,271 -0,168 0,110 0,105 0,027 -0,083 0,209 -0,267

log Magnesio 0,285 0,067 -0,073 -0,048 -0,194 0,109 -0,208 0,210

log sodio 0,291 0,034 -0,156 -0,052 0,044 -0,064 -0,053 0,118

log potasio 0,266 0,032 -0,316 -0,074 -0,087 0,291 0,167 -0,008

log Sr 0,195 -0,123 0,468 0,170 -0,105 0,487 0,139 0,538

HCO3 0,242 0,060 -0,202 0,327 -0,036 -0,562 -0,027 0,365

log cloruros 0,293 0,039 -0,157 -0,086 0,040 0,007 -0,073 0,052

log sulfato 0,259 -0,209 0,183 0,057 -0,075 -0,250 0,087 -0,152

log nitrato 0,018 0,357 0,202 -0,451 -0,574 -0,211 0,410 -0,113

log Fluor 0,168 0,299 0,392 -0,153 -0,032 -0,186 -0,376 0,211

log dureza 0,296 -0,067 0,035 0,036 -0,073 -0,022 0,031 -0,070

Boro 0,209 -0,185 0,400 0,158 -0,089 0,121 -0,228 -0,482

Si -0,014 0,470 -0,132 0,026 -0,166 0,273 -0,492 -0,168

Variable PC9 PC10 PC11 PC12 PC13 PC14 PC15 PC16

log DO -0,212 -0,042 -0,175 0,266 -0,078 -0,053 -0,034 -0,064

log pH 0,055 0,025 0,026 0,056 0,152 -0,036 0,031 0,021

log CE 0,478 0,670 -0,139 0,088 -0,119 0,224 0,011 -0,018

log TDS 0,121 -0,225 -0,058 -0,173 0,156 -0,042 -0,059 -0,363

log calcio 0,202 -0,270 0,097 0,448 0,344 0,035 0,076 -0,193

log Magnesio 0,037 -0,271 0,175 -0,111 -0,628 0,285 0,159 -0,103

log sodio -0,051 -0,021 -0,242 -0,531 0,333 0,126 -0,102 -0,364

log potasio -0,228 0,294 0,155 0,017 0,072 -0,382 0,619 -0,060

log Sr 0,100 0,163 -0,281 0,132 0,066 0,002 -0,072 0,011

HCO3 -0,403 0,145 -0,156 0,346 -0,045 0,019 -0,071 0,002

log cloruros 0,072 -0,209 -0,160 -0,139 0,288 0,165 0,122 0,795

log sulfato 0,153 -0,082 -0,192 -0,230 -0,335 -0,681 -0,136 0,160

log nitrato -0,042 0,105 -0,186 0,032 -0,008 0,155 0,007 0,010

log Fluor 0,045 0,108 0,588 -0,046 0,264 -0,218 -0,062 0,033

log dureza 0,156 -0,290 0,158 0,247 -0,107 0,144 0,119 0,012

Boro -0,603 0,069 -0,031 -0,119 -0,000 0,198 0,013 0,037

Si 0,000 -0,201 -0,388 0,312 0,049 -0,274 -0,105 -0,082

144




Variable PC17 PC18 PC19

log DO -0,012 0,011 -0,002

log pH -0,028 -0,551 0,425

log CE 0,049 0,009 -0,017

log TDS 0,798 -0,006 0,049

log calcio -0,227 -0,259 -0,385

log Magnesio -0,087 -0,236 -0,277

log sodio -0,493 0,035 0,084

log potasio -0,014 0,041 -0,014

log Sr 0,015 0,008 0,007

HCO3 0,062 0,004 -0,015

log cloruros 0,092 -0,047 -0,095

log sulfato -0,113 -0,018 -0,024

log nitrato 0,005 0,004 -0,009

log Fluor -0,016 -0,007 -0,011

log dureza -0,144 0,495 0,622

Boro 0,079 -0,002 0,010

Si -0,064 0,023 -0,000

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