IA-7067 HIDROLOGIA AMBIENTAL

Clase 12: UTILIDAD Y MANEJO DE Clase 12: UTILIDAD Y MANEJO DE LOS RESULTADOS FISICO-LOS RESULTADOS FISICO-

QUIMICOQUIMICO

Ing. Mg.Sc. Ricardo Apaclla Nalvarte

MANEJO DE LOS RESULTADOS DE LOS ANALISIS FISICO-QUIMICO

Muestreo periódico en un punto a lo largo del Muestreo periódico en un punto a lo largo del tiempo. tiempo.

Proporciona el conocimiento de la evolución Proporciona el conocimiento de la evolución temporal de los diferentes parámetros y temporal de los diferentes parámetros y supone un control de la calidad del agua con supone un control de la calidad del agua con vistas a su uso posterior.vistas a su uso posterior.

En los estudios hidrogeológicos la química de En los estudios hidrogeológicos la química de las aguas subterráneas se utiliza tanto para las aguas subterráneas se utiliza tanto para conocer su aptitud para determinados usos conocer su aptitud para determinados usos como para aclarar o resolver algunos procesos como para aclarar o resolver algunos procesos hidrogeológicos. En ambos casos es necesario hidrogeológicos. En ambos casos es necesario planificar campañas de muestreo que en planificar campañas de muestreo que en general se refieren a:general se refieren a:

Muestreo periódico en una red de puntos definida para un determinado sistema hidrogeológico. Además de la utilidad anterior, contribuye a clarificar los procesos hidrogeológicos, a conocer la evolución espacio-temporal de la química de las aguas, y al conocimiento de los procesos que tienen lugar en el interior del sistema hidrogeológico.

En cualquier es normal haber obtenido una En cualquier es normal haber obtenido una considerable cantidad de datos cuyo manejo e considerable cantidad de datos cuyo manejo e interpretación pueden ser problemáticos. interpretación pueden ser problemáticos.

Por ello se hace imprescindible la adecuada Por ello se hace imprescindible la adecuada representación gráfica de los datos.representación gráfica de los datos.

Los datos correspondientes a un solo análisis pueden representarse en gráficos de columnas, tipo tarta, radiales y poligonales.

Estas representaciones permiten comparar Estas representaciones permiten comparar distintos análisis entre sí y observar distintos análisis entre sí y observar rápidamente, en un mismo análisis, la rápidamente, en un mismo análisis, la distribución de aniones y cationes. También distribución de aniones y cationes. También pueden utilizarse para representar en planos o pueden utilizarse para representar en planos o perfiles hidrogeológicos la distribución espacial perfiles hidrogeológicos la distribución espacial de las características químicas de las aguas de las características químicas de las aguas subterráneas.subterráneas.

En los gráficos en columna, llamados también En los gráficos en columna, llamados también diagramas de Collins (Collins, 1923) se diagramas de Collins (Collins, 1923) se representan los aniones y cationes de un representan los aniones y cationes de un análisis medidos en meq/L, en dos columnas análisis medidos en meq/L, en dos columnas adosadas entre sí. adosadas entre sí. En una columna se En una columna se representan los cationes en representan los cationes en el orden Cael orden Ca+2+2, Mg, Mg+2+2, Na, Na+1+1 y y KK+1+1 y en la otra los aniones y en la otra los aniones en el orden (COen el orden (CO33HH-1-1 + C0 + C033

-2-2), ), SOSO44

-2-2, Cl, Cl-1-1 y NO y NO33-1-1. Las dos . Las dos

columnas deben tener la columnas deben tener la misma altura salvo que el misma altura salvo que el análisis tenga error. El análisis tenga error. El conjunto Caconjunto Ca+2+2 + Mg + Mg+2+2 es la es la dureza del agua expresada dureza del agua expresada en meq/Len meq/L

En los gráficos tipo tarta cada análisis se En los gráficos tipo tarta cada análisis se representa en un círculo cuyo radio es representa en un círculo cuyo radio es proporcional al total de sales disueltas proporcional al total de sales disueltas expresado en meq/L. expresado en meq/L.

Cada elemento disuelto se Cada elemento disuelto se representa en este círculo representa en este círculo mediante un sector mediante un sector circular de superficie circular de superficie proporcional a su % de proporcional a su % de meq/L. Según se estime meq/L. Según se estime conveniente puede conveniente puede utilizarse un círculo para utilizarse un círculo para los cationes y otro para los cationes y otro para los aniones, o bien los aniones, o bien representar ambos representar ambos constituyentes en el constituyentes en el mismo círculo.mismo círculo.

En los gráficos radiales se representa, según En los gráficos radiales se representa, según los radios de un círculo regularmente los radios de un círculo regularmente espaciados, segmentos proporcionales al % de espaciados, segmentos proporcionales al % de meq/L de cada ion. Luego se unen los extremos meq/L de cada ion. Luego se unen los extremos de estos segmentos entre sí quedando un de estos segmentos entre sí quedando un gráfico en forma de estrella. También puede gráfico en forma de estrella. También puede representarse el valor de la concentración de representarse el valor de la concentración de cada elemento directamente en meq/L.cada elemento directamente en meq/L.

Los diagramas de polígonos o de Stiff (Stiff, Los diagramas de polígonos o de Stiff (Stiff, 1951) constan de una serie de rectas paralelas 1951) constan de una serie de rectas paralelas equidistantes entre sí cortadas por una equidistantes entre sí cortadas por una perpendicular a ellas. perpendicular a ellas. Esta perpendicular constituye el origen de las Esta perpendicular constituye el origen de las medidas sobre las semirrectas en que han medidas sobre las semirrectas en que han quedado divididas las paralelas. quedado divididas las paralelas.

De la vertical a la De la vertical a la derecha se representan derecha se representan los aniones (uno en cada los aniones (uno en cada semirrecta y en meq/L), semirrecta y en meq/L), y análogamente los y análogamente los cationes en las cationes en las semirrectas de la parte semirrectas de la parte izquierda de la vertical.izquierda de la vertical.

En los diagramas de Stiff, generalmente suelen En los diagramas de Stiff, generalmente suelen representarse Clrepresentarse Cl-1-1, SO, SO44

-2-2, CO, CO33HH-1-1, NO, NO33-1-1 en la zona en la zona

de los aniones, y Nade los aniones, y Na+1+1, K, K+1+1, Ca, Ca+2+2 y Mg y Mg+2+2 en la de en la de los cationes. Sobre cada semirrecta se lleva un los cationes. Sobre cada semirrecta se lleva un segmento de longitud proporcional a la segmento de longitud proporcional a la concentración de cada elemento en meq/L. concentración de cada elemento en meq/L.

La unión de los extremos de estos segmentos La unión de los extremos de estos segmentos define un polígono cuya superficie es define un polígono cuya superficie es proporcional a la mineralización del agua. Su proporcional a la mineralización del agua. Su forma, dada por la longitud de los segmentos forma, dada por la longitud de los segmentos correspondientes a las concentraciones de los correspondientes a las concentraciones de los iones disueltos, indica el tipo de agua desde el iones disueltos, indica el tipo de agua desde el punto de vista químico (clorurada, sulfatada, punto de vista químico (clorurada, sulfatada, etc.; sódica, potásica, etc.).etc.; sódica, potásica, etc.).

El diagrama de Stiff a El diagrama de Stiff a veces se modifica para veces se modifica para adaptarlo a los adaptarlo a los elementos presentes elementos presentes en el agua. Por en el agua. Por ejemplo, puede ejemplo, puede prescindirse de las prescindirse de las semirrectas semirrectas correspondientes al Kcorrespondientes al K+1+1 y a los NOy a los NO33

-1-1 si estos si estos elementos no son elementos no son importantes.importantes.

En el diagrama original En el diagrama original se considera COse considera CO33

-2-2 en en lugar de N0lugar de N033

-1-1 y Fe y Fe+2+2 en en lugar de Klugar de K+1+1..

Para representar conjuntamente los datos Para representar conjuntamente los datos correspondientes a varios análisis se suelen utilizar los correspondientes a varios análisis se suelen utilizar los diagramas logarítmicos y los diagramas triangulares. diagramas logarítmicos y los diagramas triangulares.

Los diagramas logarítmicos o de Schoeller-Berkaloff Los diagramas logarítmicos o de Schoeller-Berkaloff están formados por varias líneas verticales paralelas están formados por varias líneas verticales paralelas entre sí. En cada una de estas líneas y a escala entre sí. En cada una de estas líneas y a escala logarítmica se representa la concentración de un ion en logarítmica se representa la concentración de un ion en ppm. ppm. Una línea vertical también a escala logarítmica, en un Una línea vertical también a escala logarítmica, en un extremo del diagrama, proporciona la equivalencia entre extremo del diagrama, proporciona la equivalencia entre las concentraciones en ppm y en meq/L. las concentraciones en ppm y en meq/L.

Así estos diagramas son fácilmente utilizables para Así estos diagramas son fácilmente utilizables para ambas expresiones de la concentración. La unión de los ambas expresiones de la concentración. La unión de los puntos que definen la concentración de cada uno de los puntos que definen la concentración de cada uno de los iones representados, da lugar a una línea quebrada que iones representados, da lugar a una línea quebrada que marca las características del análisis representado.marca las características del análisis representado.

La pendiente de la línea que La pendiente de la línea que une dos iones contiguos da une dos iones contiguos da una idea visual de la relación una idea visual de la relación entre ambos. En un mismo entre ambos. En un mismo gráfico pueden representarse gráfico pueden representarse varios análisis y la varios análisis y la comparación entre ellos es comparación entre ellos es inmediata. (Schoeller, 1955).inmediata. (Schoeller, 1955).

En los diagramas triangulares (Piper, 1944), cada uno de En los diagramas triangulares (Piper, 1944), cada uno de los vértices de un triangulo equilátero representa el 100 los vértices de un triangulo equilátero representa el 100 % de la concentración en meq/L de un determinado % de la concentración en meq/L de un determinado elemento y el 0% del elemento situado en el vértice elemento y el 0% del elemento situado en el vértice siguiente según el sentido de las agujas del reloj. siguiente según el sentido de las agujas del reloj.

Los valores del % de la concentración de cada elemento Los valores del % de la concentración de cada elemento se representan trazando desde el punto del lado del se representan trazando desde el punto del lado del triangulo que representa el % a representar, una recta triangulo que representa el % a representar, una recta paralela al lado opuesto al vértice correspondiente al 100 paralela al lado opuesto al vértice correspondiente al 100 % del elemento que se considera. Sólo es posible % del elemento que se considera. Sólo es posible representar tres iones (tres aniones o tres cationes) de representar tres iones (tres aniones o tres cationes) de cada análisis, pero es posible representar muchos cada análisis, pero es posible representar muchos análisis en el mismo gráfico.análisis en el mismo gráfico.

Es posible utilizar un diagrama triangular para Es posible utilizar un diagrama triangular para representar aniones y otro distinto para representar los representar aniones y otro distinto para representar los cationes. Ambos están relacionados con un diagrama cationes. Ambos están relacionados con un diagrama central en forma de rombo en el que queda definido un central en forma de rombo en el que queda definido un tercer punto que representa a aniones y cationes del tercer punto que representa a aniones y cationes del mismo análisis.mismo análisis.

En este tipo de diagramas los puntos que quedan En este tipo de diagramas los puntos que quedan agrupados definen familias de aguas de características agrupados definen familias de aguas de características químicas semejantes en cuanto al contenido iónico.químicas semejantes en cuanto al contenido iónico.

EJEMPLO: Representar los análisis en diagramas de Stiff, EJEMPLO: Representar los análisis en diagramas de Stiff, Schoeller-Berkaloff y Piper.Schoeller-Berkaloff y Piper.

Clasificar las aguas de acuerdo al Diagrama de Piper.Clasificar las aguas de acuerdo al Diagrama de Piper.