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

planeta tierraCiencias de la Tierra para la Sociedad

X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)

INPORTANCIA DE LA HIDROQUIMICA INPORTANCIA DE LA HIDROQUIMICA EN LA PROSPECCION Y EXPLORACION EN LA PROSPECCION Y EXPLORACION

DE AGUAS SUBTERRANEASDE AGUAS SUBTERRANEAS

PERCY DAVID SULCA ORTIZ [email protected]. Pena, S. Vásquez, J. Farfán, J. Carpio y J. Moreno



CONTENIDOCONTENIDO1.1. IntroducciIntroduccióónn2.2. Origen de las aguas subterrOrigen de las aguas subterrááneasneas3.3. CaracterCaracteríísticas fsticas fíísicosico--ququíímicas de las aguas micas de las aguas

SubterrSubterrááneasneas4.4. InteracciInteraccióón rocan roca--agua agua ““fenfenóómenos menos

modificadoresmodificadores””5.5. EvoluciEvolucióón n hidrogeoquimicahidrogeoquimica6.6. Calidad de las aguas subterrCalidad de las aguas subterrááneasneas7.7. ConclusionesConclusiones



INTRODUCCIONINTRODUCCION• El aumento de la explotación de los recursos hídricos

subterráneos, el desarrollo industrial, minero y agrícola, y de una conciencia de protección ambiental y uso sustentable de los recursos hídricos, ha generado una demanda creciente de información hidrogeológica, tanto en el norte como en el sur del país.

• La caracterización hidroquímica e isotópica es una importante herramienta para estudiar el origen de las aguas subterráneas, su interacción con los depósitos y rocas a través de los cuales circulan y determinar sus áreas de recarga.



1. Origen de las aguas Subterráneas



• Casi el total de las aguas subterráneas se origina del ciclo hidrológico (aguas meteóricas), las que constituyen el 95 %.

• Sin embargo una cantidad menor, se originan de acuíferos muy profundos, como las aguas fósiles y otros como las aguas magmáticas (hidrotermales)




2. Características físico-químicas de las Aguas Subterráneas

La presencia de los constituyentes químicos en las aguas subterráneas se debe a varios factores:

La naturaleza y composición de los materiales que atraviesan. El tiempo de residencia del agua en el subsuelo. Los procesos físico-químicos que se producen

tanto en la zona no saturada como en la zona de saturación. La posible mezcla de diferentes tipos de agua. La existencia de yacimientos minerales La contaminación por actividades humanas,...




L. Rebollo- UAH




Los constituyentes químicos inorgánicos presentes en las aguas subterráneas se encuentran en estado de disolución:

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Total de sólidos disueltos (TDS) (en mg/l ≈ ppm):• Aguas subterráneas dulces: 50 - 2.000 mg/l• Aguas salobres: 2.000 - 10.000 mg/l• Aguas saladas: 10.000 - 50.000 mg/l (mar: ~35.000 mg/l)• Salmueras: 50.000 - >100.000 mg/l

Los principales parámetros genéricos que expresan el grado de mineralización del agua son:

Conductividad eléctrica (CE a 25 ºC) (en µS/cm):• Capacidad del agua para conducir la corriente eléctrica.• Mantiene una buena correlación con TDS y con otros índices (Cl-,

SO4 2-, Dureza total).



3. Interacción roca-agua “fenómenos modificadores”

Las concentraciones de los constituyentes químicos presentes en las aguas subterráneas dependen de:

La disponibilidad de estos elementos en los suelos y rocas a través de los que circula el agua.Las velocidades de reacción.Las limitaciones geoquímicas en el interior de los acuíferos (en función de su P y T).Los fenómenos de contaminación antrópica.

La composición del agua subterránea en un punto y en un momento determinados dependen esencialmente de su historia previa (atmósfera, superficie, suelo, ZNS, ZS) y sus relaciones con otras aguas.




Durante la infiltración del agua en el terreno y en su recorridopor el medio hidrogeológico se producen diversos fenómenosmodificadores de su composición inicial:• Reacciones de disolución y precipitación de especies

mineralesDisolución: desde la entrada del agua en el acuífero hasta que se alcanza el equilibrio de saturación.Disolución y precipitación dependen de pH, presión parcial de CO2, T, presencia de otros iones disueltos,...

• Procesos de oxidación y reducciónPredominan las condiciones reductoras, anóxicas, al perder el oxígeno inicial (condiciones oxidantes sólo en la parte más externa de la zona de saturación).Presencia de bacterias reductoras de sulfatos (Sporovibriodesulfuricans).




Diagrama de Piper de la cuenca Quilca –Vitor-Chili

RioRio ChiliChili

Chili reguladoChili regulado




Hidrogeología de la Cuenca del río Huaura



4. Evolución Hidrogeoquimica

L. Rebollo- UAH




Secuencia de Chevorateb

La etapa de la infiltración a través del suelo es muy importante para la composición química de un agua subterránea.Gran parte de la comportamiento geoquímico del agua subterránea se adquiere en los primeros metros de su recorrido

L. Rebollo- UAH




L. Rebollo- UAH



(w. Schwartz, 2003)Ladera de valle

(unidades de longitud arbitrarias) (De Toth, en de Klein.1991)


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(Scatter)

HCO3 SO4 CL

Aguas Calcicas -bicarbonatadas,Aguas de poca profundidad

Aguas Cloruradas Sódicas a Sulfatadas Calcicas; de mayor recorrido y profundas

Diagrama de Piper

Sanchez, 2010

Tipos de Evolución Regional, según Mifflin (1988)

Hidrogeología de la Cuenca del río Quilca Vitor Chili



4. Evolución HidrogeoquimicaHidrogeología de la Cuenca del río Huaura



Resultados de Análisis Isotópico

Noviembre, 2009




Relación isotópica, entre O18 y H2

Taylor (1974)




5. Calidad de las Aguas Subterráneas

Tovar J. 1996



6. Conclusiones• La hidroquimica es una herramienta fundamental en

la exploración y prospección de aguas subterráneas.• La evolución hidroquimica de flujos subterráneos nos

permiten definir el potencial de un acuífero, tiempo de infiltración y localización de zonas de recarga .

• Las técnicas isotópicas nos permiten determinar las zonas de recarga, procedencia y el tiempo de recorrido en un acuífero.

• Realizar una buena cartografía geológica para identificar las formaciones acuíferas, acompañada de cortes geológicos, inventario de pozos de agua e información de sondeos.

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