caracterizaciÓn de la interacciÓn agua ...al proyecto chi 8029 “implementación y evaluación de...

UNIVERSIDAD DE LA SERENA FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO INGENIERIA DE MINAS

CARACTERIZACIÓN DE LA INTERACCIÓN AGUA SUPERFICIAL / AGUA SUBTERRÁNEA POCO PROFUNDA EN LA PARTE BAJA DE LA CUENCA DEL RÍO LIMARÍ, A TRAVÉS DEL USO DE HERRAMIENTAS HIDROQUÍMICAS

E ISOTÓPICAS.

ELIZABETH ANDREA JOFRÉ SAPIAIN

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, Noviembre 2011

AGRADECIMIENTOS

Agradezco en primer lugar a mi profesor guía, Ricardo Oyarzún, por su

consideración, apoyo, orientación y comprensión en el desarrollo de mi memoria, y

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”.

A los profesores, Jorge Oyarzún y Hugo Maturana, por su ayuda y orientación en

el desarrollo de este estudio.

Dirección de Obras Hidráulicas, y al Sr. Gustavo Freixas de la Dirección General

de Aguas por su disposición en la entrega de información.

Finalmente, a mi familia por su apoyo y comprensión en cada etapa de mi vida

académica.

DEDICATORIA

Este trabajo está dedicado a:

A mis Padres, por su amor, esfuerzo

y dedicación en mi crianza y

enseñanza.

A mi Mamá Lidia, por sus años

dedicados a mí.

A mi esposo Pablo, nos encontramos

en la mitad del camino, para terminar

de recorrer juntos esta bella etapa de

mi vida.

A mis hijos, Benjamín y Sofía, que

llegaron en el lugar y momento

indicado.

A la familia ICA, gracias por tan bellos

y felices momentos vividos.

A los profesores, Hugo Maturana,

Jorge Oyarzún y Ricardo Oyarzún,

gracias por crear tan hermosa

carrera, sus conocimientos los

seguiré plasmando en el lugar que

me encuentre.

Elizabeth Jofré Sapiain

CONTENIDOS

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

ABSTRACT ............................................................................................................ 2

1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................. 3

2 OBJETIVOS ......................................................................................................... 9

3 MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................. 10

3.1 Área de Estudio ............................................................................................ 10

3.1.1 Clima ...................................................................................................... 10

3.1.2 Hidrografía .............................................................................................. 11

3.1.3 Geomorfología ........................................................................................ 12

3.1.4 Geología e Hidrogeología ....................................................................... 12

3.1.5 Actividades Económicas ......................................................................... 15

3.2 Campaña de Obtención de Datos ................................................................. 17

3.3 Análisis Isotópico ......................................................................................... 24

3.3.1 Deuterio y Oxígeno 18 ........................................................................... 24

3.3.2 Radón 222 .............................................................................................. 25

3.3.3 Análisis preliminar de Recarga .............................................................. 26

3.4 Análisis de la Información .......................................................................... 27

3.4.1 Métodos Gráficos ................................................................................... 27

3.4.2 Métodos Estadísticos ............................................................................. 28

3.4.2.1 Métodos Estadísticos Simples ......................................................... 28

3.4.2.2 Métodos Estadísticos Multivariados ................................................. 28

4 RESULTADOS Y DISCUSIONES ...................................................................... 32

4.1 Grupo Final de Datos Analizados ................................................................. 32

4.2 Hidroquímica ................................................................................................. 35

4.2.1 Análisis Estadístico Simple Descriptivo .................................................. 35

4.2.2 Análisis Gráfico: Variaciones Espaciales ................................................ 35

4.2.2.1 Parámetros de Terreno .................................................................... 38

4.2.2.2 Cationes Mayores ............................................................................ 42

4.2.2.3 Aniones Mayores ............................................................................. 46

4.2.2.4 Metales ........................................................................................... 54

4.2.3 Análisis Gráfico: Diagramas Ternarios ................................................. 58

4.2.4 Análisis Gráfico: Diagramas Stiff ........................................................... 62

4.2.5 Análisis Gráfico: Diagramas Araña para Aguas Superficiales. .............. 66

4.2.5.1 Río grande ...................................................................................... 66

4.2.5.2 Río Hurtado .................................................................................... 66

4.2.5.3 Estero El Ingenio ............................................................................ 67

4.2.5.4 Río Limarí ....................................................................................... 68

4.2.5.5 Estero Punitaqui ............................................................................. 69

4.2.6 Relaciones concentración–profundidad para aguas subterráneas. ....... 71

4.3 Isótopos ...................................................................................................... 75

4.3.1 Análisis Preliminar General ................................................................... 75

4.3.2 Análisis Particulares .............................................................................. 82

4.3.2.1 Razón δ 2H / δ18O ........................................................................... 82

4.3.2.2 Relaciones Valor- δ Altura, aguas superficiales ............................. 84

4.3.2.3 Relaciones Valor- δ Profundidad, aguas subterráneas ................... 86

4.4 Análisis químico – isotópico .......................................................................... 93

4.4.1 Análisis Gráfico Simple, variación espacial ........................................... 93

4.4.2 Análisis Isotopía Radioactiva ............................................................... 102

4.4.3 Estimación de la Tasa de Recarga en aguas subterráneas ................. 108

4.5 Análisis Multivariado ................................................................................. 110

4.5.1 Análisis de Cluster ............................................................................... 110

4.5.2 Análisis de Componentes Principales ................................................. 118

5 CONCLUSIONES ............................................................................................. 121 REFERENCIAS ................................................................................................... 124 ANEXOS ............................................................................................................. 129

Anexo A ..................................................................................................... 130

Anexo B ..................................................................................................... 131

Anexo C ..................................................................................................... 132

Anexo D ..................................................................................................... 138

Anexo E ..................................................................................................... 140

Anexo F ...................................................................................................... 143

Anexo G ..................................................................................................... 148

Anexo H ..................................................................................................... 153

Anexo I ....................................................................................................... 154

Índice de Tablas

Tabla 1: Número de muestras ........................................................................... 17

Tabla 2: Identificación de los puntos de muestreo. ............................................ 18

Tabla 3: Caudales de los ríos en los meses de campañas ................................. 19

Tabla 4: Metodología de Análisis ....................................................................... 23

Tabla 5: Ubicación de estaciones de muestreo de aguas lluvias ....................... 27

Tabla 6: Concentraciones medias mundiales ..................................................... 28

Tabla 7: Errores analíticos para cada punto de muestreo .................................. 33

Tabla 8: Porcentaje de datos censurados para los diferentes parámetros obtenidos del total de análisis (muestras) ........................................................... 34

Tabla 9: Estadísticos descriptivos agua superficial ............................................. 36

Tabla 10: Estadísticos descriptivos agua subterránea ....................................... 37

Tabla 11: Clasificación de aguas por subcuencas. ............................................ 62

Tabla 12: Líneas meteóricas locales .................................................................. 75

Tabla 13: Líneas de tendencia aguas superficiales y subterráneas ................... 79

Tabla 14: Concentraciones de 222Rn (Bq/m3) determinadas en aguas superficiales y aguas subterráneas obtenidas en diferentes estudios .............. 103

Tabla 15: Estimación tasa de recarga en aguas subterráneas ......................... 109

Tabla 16: Promedios de parámetros químicos e isótopos para cada grupo ..... 111

Tabla 17: Peso de cada parámetro en los cuatro componentes principales significativos, los valores propios, varianza explicada y varianza explicada acumulada de cada componente principal ........................................................ 118

Tabla 18: Resumen de interpretación de los tres primeros componentes principales ......................................................................................................... 119

Índice de Figuras

Figura 1: Mapa de ubicación Provincia del Limarí, donde se destaca el área de estudio .................................................................................................................. 11

Figura 2: Mapa geológico parte baja de la cuenca del Río Limarí ........................ 13

Figura 3: Ubicación de sitios de muestreo de agua superficial y subterránea ...... 20

Figura 4: Detector electrónico RAD H2O ............................................................... 25

Figura 5: Variación espacial de pH en agua superficial ....................................... 38

Figura 6: Variación espacial de pH en agua subterránea ..................................... 39

Figura 7: Conductividad eléctrica en agua superficial y subterránea ................... 40

Figura 8: Variación de la conductividad eléctrica y pH en agua superficial y subterránea .......................................................................................................... 42

Figura 9: Calcio, magnesio y sodio en aguas superficiales y subterránea ........... 43

Figura 10: Razón Ca/Mg en agua superficial y subterránea ................................ 44

Figura 11: Razón Ca/Na en agua superficial ....................................................... 45

Figura 12: Razón Ca/Na en agua subterránea ...................................................... 46

Figura 13: Sulfato en agua superficial y subterránea ........................................... 47

Figura 14: Cloruro en agua superficial y subterránea .......................................... 49

Figura 15: Bicarbonato en agua superficial y subterránea ................................... 50

Figura 16: Nitrato (expresado como nitrógeno) en agua superficial .................... 51

Figura 17: Nitrato (expresado como nitrógeno) en agua subterránea ................... 52

Figura 18: Sulfato, cloruro y bicarbonato en aguas superficiales y subterráneas……………………………………………………………………………...53

Figura 19: Razón SO4/Cl en aguas superficiales y subterráneas ......................... 54

Figura 20: Hierro en agua subterránea ................................................................. 55

Figura 21: Boro en agua superficial y subterránea ............................................... 57

Figura 22 Diagrama de Piper para aguas superficiales ........................................ 59

Figura 23: Diagrama de Piper para aguas subterráneas ...................................... 60

Figura 24: Diagrama de Piper para los promedios de cada subcuenca ................ 61

Figura 25: Diagrama de Stiff en aguas superficiales ............................................ 63

Figura 26: Diagrama de Stiff en aguas subterráneas ............................................ 64

Figura 27: Diagrama de Stiff con todos los puntos de muestreo ........................... 65

Figura 28: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en la subcuenca del Río Grande y la media mundial ..................................................... 66

Figura 29: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en la subcuenca del Río Hurtado y la media mundial .................................................... 67

Figura 30: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en estero El Ingenio y la media mundial ................................................................................... 68

Figura 31: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Río Limarí y la media mundial ................................................................................................ 69

Figura 32: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Estero Punitaqui y la media mundial ................................................................................ 70

Figura 33: Promedio de cada subdivisión de la cuenca del Río Limarí y la media mundial ................................................................................................................. 70

Figura 34: Relaciones entre la profundidad de la bomba - zona ranurada y las concentraciones de sulfato, cloruro y nitrato ........................................................ 72

Figura 35: Relaciones entre la profundidad del pozo y las concentraciones de sulfato, cloruro y nitrato ......................................................................................... 74

Figura 36: Señales isotópicas de precipitaciones año 2009 ................................. 75

Figura 37: Señales isotópicas de precipitaciones año 2010 ................................. 76

Figura 38: Resultados señal isotópica en todos los puntos de muestreo .............. 77

Figura 39: Resultados señal isotópica en todos los puntos de muestreo .............. 78

Figura 40: Resultados señal isotópica en agua superficial ................................. 80

Figura 41: Resultados señal isotópica en agua subterránea ................................. 82

Figura 42: Razón 2H/18O en agua superficial ........................................................ 83

Figura 43: Razón 2H/18O en agua subterránea ..................................................... 84

Figura 44: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de deuterio (δ2H) en agua superficial .......................................................................... 85

Figura 45: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de oxígeno 18 (δ18O) en agua superficial .................................................................... 85

Figura 46: δ2H en agua subterránea. δ2H en agua subterránea con exclusión de puntos .................................................................................................................. 87

Figura 47: δ18O en agua subterránea. δ18O en agua subterránea con exclusión de puntos .................................................................................................................. 88

Figura 48: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo: δ2H ........................................................................................................ 89

Figura 49: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo: δ18O ...................................................................................................... 90

Figura 50: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la bomba: δ2H ................................................................................................. 91

Figura 51: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la bomba: δ18O ................................................................................................ 92

Figura 52: Cloruro y δ2H agua superficial ............................................................... 94

Figura 53: Cloruro y δ18O agua superficial ............................................................. 94

Figura 54: Cloruro y δ2H agua subterránea ........................................................... 95

Figura 55: Cloruro y δ18O agua subterránea ......................................................... 95

Figura 56: Relación cloruro e isótopos estables ..................................................... 99

Figura 57: Relación Sulfato e isótopos estables en aguas superficiales .............. 100

Figura 58: Relación sulfato e isótopos estables con exclusión de E3 .................. 101

Figura 59: Valores de 222Rn (Bq/m3) determinados en muestras obtenidas en aguas superficiales y aguas subterráneas en la cuenca del Río Limarí ............... 104

Figura 60: Variación de la actividad de 222Rn en el segmento longitudinal del Río Limarí ................................................................................................................... 105

Figura 61: Variación de la actividad de 222Rn en el segmento longitudinal del Estero El Ingenio - Río Limarí .............................................................................. 106

Figura 62: Variación de la actividad de 222Rn en el segmento longitudinal del Río Hurtado - Río Limarí ............................................................................................. 107

Figura 63: Dendograma grupos subdivididos ....................................................... 110

Figura 64: Porcentaje de muestras de agua superficial y subterránea para cada grupo .................................................................................................................... 111

Figura 65: Promedios de las concentraciones de los parámetros químicos y el pH para cada grupo ................................................................................................... 114

Figura 66: Diagrama de Piper para clusters ......................................................... 115

Figura 67: Promedio de razones isotópicas para cada grupo .............................. 116

Figura 68: Distribución espacial de los distintos grupos en la cuenca ................. 117

Figura 69: Ubicación de los grupos obtenidos en el análisis de clusters según los componentes principales ..................................................................................... 120

1

RESUMEN

La presente memoria expone los resultados de un estudio hidroquímico e isotópico

de las aguas superficiales y subterráneas de la cuenca hidrográfica del Río Limarí,

para establecer así el grado de interacción entre ambas. El estudio incluyó dos

muestreos, realizados respectivamente en Abril y Noviembre del 2010. El trabajo

expuesto fue realizado como parte de las actividades del 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.

Entre los principales resultados obtenidos destaca la influencia de la actividad

minera y agrícola en el Estero El Ingenio, especialmente en las concentraciones

de SO4 y N-NO3, el efecto de los embalses sobre 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.

Finalmente, se logró establecer que existe interacción entre aguas superficiales y

subterráneas en todas las subcuencas del Limarí, con excepción de Rinconada de

Punitaqui, la cual los resultados confirman su origen y recarga directa por

precipitación atmosférica. Los resultados obtenidos y la concordancia tanto en

aguas superficiales como en aguas subterráneas indican la gran utilidad del uso

simultáneo de herramientas químicas, isotópicas y del análisis multivariado para

establecer cierto grado de interacción.

“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea poco profunda en la parte baja

de la Cuenca del Río Limarí, a través del uso de Herramientas Hidroquímicas e Isotópicas” Elizabeth Andrea Jofré Sapiain/2011

2

ABSTRACT

This graduation work describes the results of a hydrochemistry and isotopic study

of surface water and groundwater at the Limarí River hydrographic basin, in order

to establish the degree of interaction between them. The study comprised two

sampling campaigns, performed in April and November 2010. The study was

carried out as part of the activities of the CHI 8029 Project “Isotopic and hydro-

geochemistry techniques for the sustainable management of water resources in an

arid watershed of north Chile”, funded by the International Atomic Energy Agency,

and coordinated by the Mining Eng. Department of the University of La Serena.

Among the main results stand out the influence of mining and agriculture in the

Ingenio creek, especially in the concentrations of SO4 and N-NO3, the effect of

reservoirs on the Grande, Limarí and Hurtado Rivers, and the influence of the

proximity to the coast on the Punitaqui creek and Rinconada de Punitaqui

Finally, it was established that there is interaction between surface water and

groundwater in all the subbasins of Limarí River, with exception Rinconada de

Punitaqui where the results are consistent with its direct origin and by atmospheric

precipitation. The results obtained and the concordance in both surface water and

groundwater indicate the great utility of the simultaneous use of chemical, isotopic

and multivariate analysis to establish the degree of interaction.

“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea poco profunda en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí, a través del uso de Herramientas Hidroquímicas e Isotópicas”

Elizabeth Andrea Jofré Sapiain/2011

3

1 INTRODUCCIÓN Actualmente la escasez de recursos hídricos en nuestro país ha llevado a tener un

creciente interés en su gestión, tanto en aspectos de cantidad como de calidad. En

el caso de la región de Coquimbo, es de gran importancia este tema, por ser una

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

adquiere esto en la Cuenca del Río Limarí, la cual ha sido declarada agotada en

términos de sus recursos hídricos superficiales, es decir, que no se pueden

otorgar nuevos derechos de aguas (Álvarez y Oyarzún, 2006). Esta situación y la

creciente demanda de recursos hídricos en la zona, relacionados

mayoritariamente con el aumento de superficie plantada (desarrollo agrícola), y en

menor volumen para la minería, han llevado a la preocupación por parte de las

autoridades y de los usuarios sobre el uso de aguas subterráneas y la gestión

integrada de recursos hídricos.

Para poder sustentar los diferentes usos que se le da al agua, en particular en la

actividad agrícola que alcanza una superficie regada de aproximadamente 70.000

hectáreas, la Cuenca del Limarí cuenta con uno de los mejores sistemas de

almacenamiento y distribución de agua para riego del país, con tres embalses

interconectados que forman parte del Sistema Paloma, dando a la provincia un

gran potencial en cuanto a desarrollo agrícola, capacidad y seguridad de riego.

(Gutiérrez, 2007). Estos tres embalses acumulan en conjunto 1000 millones de

metros cúbicos (Mm3) y junto a éstos existe una red de 466 canales que permiten

la distribución de este recurso (DGA, 2008).

Teniendo en cuenta lo señalado, es importante conocer la interacción entre aguas

superficiales y subterráneas para así establecer balances entre dichos

componentes del sistema hidrológico y poder así determinar los límites

sustentables de extracción, especialmente de las aguas subterráneas, para

asegurar el abastecimiento de los derechos actualmente otorgados, logrando así

un manejo sostenible de los recursos hídricos.



4

Cabe señalar que respecto a la interacción que existe entre los cauces naturales y

los acuíferos en la Cuenca del Limarí, hay poca información, sólo la obtenida por

las explotaciones de pozos, usando el método de Jenkins, en las que se han

obtenido valores de interacción que varían desde un 60% a un 99% del caudal del

pozo (es decir, entre un 60% y un 99% del caudal bombeado por el pozo proviene

desde el cauce superficial) (DGA, 2008). Esta información lleva a confirmar en

parte que los acuíferos se presentan interconectados con los cursos superficiales,

siendo en algunos casos afluentes y en otros casos influentes, dependiendo de las

características fisiográficas de la cuenca y de las áreas de recarga (SERPLAC,

1979). Por lo tanto, es relevante conocer esta relación más en detalle, para así

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

otro, evitando el uso ineficiente y poco sustentable del agua, en una zona donde la

escasez del recurso es importante, y muchas veces un factor limitante para el

desarrollo de actividades como agricultura y minería.

Según Álvarez (2006), es esencial el estudio sistemático de las relaciones de

interferencia río-acuífero para dar a instituciones como la Dirección General de

Aguas (DGA) y a los usuarios, las herramientas necesarias que permitan realizar

una correcta gestión volumétrica de las aguas de la cuenca. Una opción considera

el uso tanto de expresiones analíticas como de modelos numéricos para la

estimación de la relación agua superficial – agua subterránea. Sin embargo, el uso

de cualquiera de las dos herramientas mencionadas se condiciona a la

disponibilidad de información de terreno (niveles piezométricos, caudales, etc.).

Entre los diferentes métodos y técnicas existentes, los trazadores ambientales han

probado ser excelentes indicadores de los patrones espaciales y temporales de

los intercambios río-acuífero (Constantz et al. 2003), entendiéndose por

trazadores ambientales a “constituyentes disueltos, isótopos, o propiedades físicas

del agua que ocurren en forma natural y que son usados para rastrear el

movimiento del agua a través de una cuenca”. Los trazadores ambientales son de

utilidad cuando su concentración en el agua subterránea es relativamente



5

uniforme y significativamente diferente a aquélla del agua superficial (Cook et al.,

2003). Así, trazadores ambientales típicamente usados son, entre otros,

(a) aniones y cationes mayores, (b) isótopos estables de la molécula de agua

como (18O) y (2H), y (c) isótopos radioactivos como el radón (222Rn)

(Winter et al., 1998).

Uno de los métodos a considerar es utilizar las características hidroquímicas, tanto

de componentes mayoritarios como de minoritarios, e isotópicas (estables y

radioactivos) del sistema en cuestión (Baskaran et al., 2009). En efecto, diversos

estudios muestran la utilidad en el uso de esta información, tanto química e

isotópica, ya que son herramientas que pueden caracterizar en forma integrada

sistemas río – acuífero y su interacción (Cook et al., 2003; Yidana et al., 2008;

Green & Stewart 2008; Carvajal, 2010).

En cuanto al uso de herramientas isotópicas, éstas permiten establecer relaciones

de origen entre las muestras de agua, y la interacción de los ríos y aguas

subterráneas en las cuencas. Además, dan a conocer la información respecto de

la recarga de agua en los acuíferos, identificación del origen de ésta y su edad,

interconexiones hidráulicas entre acuíferos, mezcla de aguas de distinto origen,

vulnerabilidad de los acuíferos y la circulación de los contaminantes (Strauch et

al., 2009). Tradicionalmente, los isótopos más usados han sido aquéllos de la

molécula de agua, oxígeno 18 (18O) y deuterio (2H). Estos se caracterizan por su

estabilidad, y así se conocen como isótopos estables ambientales. También, los

datos de 2H y 18O nos dan información sobre procesos secundarios que están

actuando sobre el agua. A su vez, debido al fraccionamiento isotópico se puede

establecer una cuantificación del tiempo de circulación, y así poder establecer una

dinámica de las aguas subterráneas. Cabe señalar además que generalmente las

aguas subterráneas son menos enriquecidas en 2H y 18O que las aguas

superficiales, por lo que el uso de estos trazadores los hace una herramienta

bastante efectiva para el estudio de esta interacción (Kalbus et al., 2006). Sin

embargo, existen otros isótopos ambientales, que son radioactivos, como el



6

Radón 222 (222Rn), que también puede ser usado para estos fines, ya que puede

haber una alta actividad en aguas subterráneas. De ahí, que su presencia es

importante, ya que ayuda a identificar las descargas y/o recargas entre aguas

superficiales y subterráneas, sólo por su presencia y determinada actividad. Por lo

tanto, es un buen indicador de esta interacción (Bertin et al., 1994; Stellato et al.,

2008; Ayala et al., 2009).

El radón 222 es un gas inerte con una vida media bastante corta, de 3,8 días, el

cual se libera a partir de los granos minerales, como consecuencia de la serie de

decaimiento radioactivo natural de 238U, y como producto directo de la

desintegración tipo α de 226Ra (Bertin et al., 1994). El uranio es un elemento

presente en las rocas ígneas (2,5 mg/kg en promedio, Raju 2009). El segundo,

elemento alcalino térreo, se suele encontrar en carbonatos y minerales de arcilla

(Smith, 2004). Cuando las rocas se meteorizan, el uranio tiende a migrar, de

manera que los sedimentos, excepto casos muy especiales, tienen menos uranio y

por lo tanto generan menos radón. En consecuencia, si el agua subterránea

procede de acuíferos constituidos por rocas ígneas fracturadas o de delgadas

capas de sedimentos que recubren rocas ígneas, su contenido de radón debe ser

mayor. Esto con mayor razón si se trata de rocas ígneas félsicas como granitos,

granodioritas, riolitas o dacitas, que presentan mayor contenido de uranio. Al ser

un gas noble, el Rn no interactúa con otras especies, y grandes cantidades se

pueden generar y encontrar en los acuíferos (Smith, 2004; Burtnett et al. 2010).

En efecto, altos niveles (actividades) de 222Rn en el agua subterránea se asocian a

menudo con tipos litológicos como granitos, rocas metamórficas de alto grado, y

rocas basálticas. Si se estima que en un lugar no hay mayor interacción entre el

río y el acuífero, debe ocurrir una disminución de la actividad de 222Rn en el agua

superficial como consecuencia de la difusividad de éste hacia la atmósfera,

conocido como “modelo de renovación superficial”, que se ve favorecido por

condiciones de turbulencia en la corriente (Bertin et al., 1994). Cualquier

desviación de los niveles teóricos de 222Rn puede ser relacionado con agua



7

subterránea que ingresa al sistema superficial en un cierto lugar (Stellato et al.

2008).

Según Cook (2003), una vez que el agua subterránea descarga en un río, las

actividades de 222Rn disminuyen rápidamente, debido a su corta vida media, por

el intercambio gaseoso con la atmósfera y su decaimiento radioactivo. De ahí que

las actividades en aguas superficiales pueden ser escasas o casi nulas, por lo

tanto, el agua subterránea es la única fuente de 222Rn en flujos superficiales.

Las ventajas que posee la utilización de radón 222 como indicador es que éste se

produce naturalmente en todos los sistemas de agua subterránea, aunque las

concentraciones pueden variar en cada acuífero según la litología y geología.

También, otra ventaja es que el radón es fácil de medir y analizar (Stellatto et al.,

2008).

Para conocer la contribución de agua subterránea al flujo superficial se puede

estimar graficando las concentraciones de 222Rn a lo largo de la cuenca, dándonos

una curva aproximada. Una tendencia suave de la curva o la ausencia de “peaks”

elevados se puede interpretar como zonas de potencial infiltración de agua

superficial hacia zonas cercanas de acuíferos aluviales. Por el contrario, si se

observan zonas de “peaks” altos, indican una contribución de agua subterránea al

flujo superficial. (Baskaran et al. 2009). Así, el 222Rn puede ser usado para

determinar el lugar y la cantidad de agua subterránea que ingresa a un río (Bertin

et al., 1994). Ha sido mostrado también que esta técnica puede ser usada para

detectar lugares (potenciales) de infiltración de agua desde el río hacia el acuífero

(Baskaran et al. 2009). Por lo tanto, el 222Rn se proyecta como una herramienta de

gran utilidad para determinar, al menos en un nivel exploratorio y cualitativo, el

grado de interacción río-acuífero en un lugar dado (Burtnett et al., 2010).

Finalmente, los métodos estadísticos multivariados han sido empleados para

extraer información crítica de un conjunto de datos hidroquímicos en sistemas

complejos. Estas técnicas pueden ayudar a identificar los límites de acuíferos,



8

líneas de flujos de aguas subterráneas o componentes hidroquímicos, los

controles sobre la composición geoquímica, y anomalías por separado, tales como

impactos antropogénicos en diferentes escalas (Thyne et al., 2004).

Estos métodos estadísticos usan generalmente el análisis de componentes

principales (PCA) y/o análisis de clúster, los cuales permiten caracterizar la

variación espacial de la química tanto de aguas superficiales como de aguas

subterráneas (Yidana et al., 2008).

En este contexto, el presente estudio pretende lograr establecer el grado de

interacción existente entre las aguas superficiales y subterráneas, a través de la

integración de información química e isotópica y la aplicación de análisis

multivariado en el tramo inferior de la Cuenca del Limarí.



9

2 OBJETIVOS

Objetivo General

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

• Analizar el comportamiento de los parámetros isotópicos.

• Integrar la información química e isotópica para la caracterización de la

interacción agua superficial – agua subterránea.



10

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 (Fig. 1).

El área de estudio de esta memoria corresponde a parte de la cuenca hidrográfica

del Río Limarí, específicamente desde aguas abajo de los Embalses La Paloma y

Recoleta hasta cerca de la desembocadura del Río Limarí (localidad de Barraza).

Esto coincide con una de las áreas de interés del 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, en la cual

se desarrolló esta memoria.

3.1.1 Clima

La cuenca del Río Limarí, presenta tres tipos climáticos: semiárido con nublados

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

situado en el valle del Río Limarí y semiárido frío con lluvias invernales localizado

en la Cordillera de Los Andes sobre los 3.000 metros de altitud. La estación

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

mínima de 9,4°C y una máxima de 23,8°C. El total de agua caída por año alcanza

a 125,7 mm, mientras que la tasa de evapotranspiración total anual para la

Cuenca del Río Limarí alcanza aproximadamente 1.600 mm (Gutiérrez, 2007). En

general, debido a las escasas precipitaciones durante el año, y una alta tasa de



11

“C

eva

(DG

aporación,

GA, 2008).

esta cuencca presentaa durante nuueve meses del año uun déficit híídrico

a

F

3.1

En

Río

arr

con

cur

Mm

cab

aracterizaciónde la Cuenc

igura 1: Map

.2 Hidrogra

cuanto a

os Grande

iba de la c

nstituye el

rso inferior

m3. El Río G

be mencion

n de la interacca del Río Lim

pa de ubicac

(Fuent

afía

su sistema

y Hurtado,

iudad de O

único y gra

está emp

Grande reci

nar: el Río

ción Provinccia del Limarrí, donde se destaca el áárea de estudio.

te: Gobernación Provinccial del Limaarí, 2010)

a hidrográfi

, ambos de

Ovalle. El R

an dren de

plazado el

ibe una ser

Rapel, el

co, el Río

e régimen

Río Hurtado

e la parte n

embalse R

rie de aflue

Río Mosta

Limarí se

nival, aprox

o no tiene a

norte de la

Recoleta, c

entes de im

azal y el R

forma por

ximadamen

afluentes d

cuenca de

on capacid

portancia, e

ío Huatulam

la unión de

nte 4 km a

e importan

el Limarí. E

dad útil de

entre los cu

me, éste ú

e los

guas

cia y

En su

100

uales

último

cción agua su

perficial/aguamarí, a través

Elizabeth Adel uso de H

a subterránea

Andrea Jofré

erramientas Ha poco profunda en la parte

Sapiain/2011Hidroquímica

s e Isotópicase baja s”

12

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 recibe dos afluentes principales, los esteros

El Ingenio por el norte y Punitaqui por el sur (DGA, 2004).

Desde Ovalle hacia el mar, el Río Limarí corre por valles muy abiertos, extensos y

repetidamente aterrazados, en donde se presentan muy buenas tierras de cultivo.

Al acercarse al mar, el valle se estrecha notablemente y entrega sus aguas por un

cauce de más o menos 500 m de ancho (Baldessari, 2007).

3.1.3 Geomorfología

Dentro de la geomorfología de la cuenca, existen cuatro unidades geográfico-

físicas que pueden ser claramente identificadas. Estos son la alta Cordillera de

Los Andes, la montaña media que corresponde a los “cordones transversales”, los

grandes valles transversales fluviales, y la franja costera o litoral. En cuanto a la

franja litoral, en este ambiente se inicia el dominio de las terrazas de

sedimentación marina, cuya génesis se encuentra ligada a episodios de

solevantamiento tectónico y erosión desde el Plioceno medio hasta el Holoceno.

Los valles fluviales Transversales, donde se enfoca la memoria, su forma es

producto de 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 descritas anteriormente. De esta forma, estas

terrazas se correlacionan con los cambios sufridos por el nivel del mar durante el

cuaternario (Baldessari, 2007).

3.1.4 Geología e Hidrogeología

En cuanto a la geología, a grandes rasgos, la zona de estudio se divide en dos

grandes grupos: rocas consolidadas y rocas no consolidadas. Dentro de lo que se



13

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).

Lo anterior se puede apreciar con mayor detalle en la Figura 2.

Figura 2: Mapa geológico parte baja de la cuenca del río Limarí (Anacona, 2010, adaptado

de Espinoza, 2005)

Referente a la hidrogeología, el sector de mayor interés dentro de la subcuenca

del Río Limarí, se extiende desde la zona de Ovalle hasta la Panamericana, y

representa por su extensión y su capacidad de almacenamiento el área de mayor

importancia de toda la cuenca.



14

El agua subterránea se presenta saturando dos tipos de acuíferos, uno

correspondiente a un relleno fluvial moderno de mayor permeabilidad (presenta

valores de conductividad hidráulica que varían entre 100 – 10-2 cm/s), y bajo éste,

un relleno fluvial antiguo de menor permeabilidad (valores de conductividad

hidráulica entre 10-2 – 10-4 cm/s), que normalmente constituye la caja del cauce.

Los acuíferos son esencialmente libres, por lo cual el fluvial antiguo se presenta

saturado bajo el relleno moderno. Los acuíferos están interconectados con los

cursos superficiales. El relleno fluvial moderno está constituido principalmente por

bolones, gravas y arenas con algunos niveles limo-arcillosos. El relleno fluvial

antiguo está constituido por clastos redondeados localizados dentro de una matriz

areno-limosa en porcentajes variables de dichos componentes. Las características

del relleno antiguo son las mismas que las que están expuestas a continuación

para las grandes terrazas aluviales, ambos siendo constituidos por el mismo

material aluvial.

Con relación a las terrazas, ellas están ubicadas al norte y al sur de la planicie

aluvial del Río Limarí, corresponden a depósitos fluviales del Cuaternario Antiguo-

Terciario Superior, y no presentan relleno fluvial actual.

El material de estos rellenos antiguos está constituido por clastos redondeados

localizados dentro de una matriz areno-limosa en porcentajes variables. La

permeabilidad de los sedimentos es regular, variable de un punto a otro, debido a

los cambios en las fracciones más finas y al grado de descomposición de los

clastos que producen arcillas. En general, se presentan horizontes de mayor

permeabilidad, que en algunos casos pueden dar lugar a un acuífero colgado y/o

semiconfinado. Habitualmente, existe en la parte superficial de estas terrazas una

capa de arcilla y limo de reducida capacidad filtrante y de profundidad variable.

En la terraza sur, correspondiente a la subcuenca del Estero Punitaqui, el agua

subterránea fluye en dirección norte-oeste hasta encontrar al Río Limarí.



15

El sector del Río Hurtado se caracteriza por tener un valle en general muy

estrecho, debido a lo cual la capacidad de almacenamiento es muy reducida. En

general, el relleno fluvial moderno es de poca e irregular potencia. En el sector del

Río Grande (entre Ovalle y aguas abajo del embalse La Paloma), la planicie

aluvial presenta, igual que para el sector del Río Limarí y la parte baja del Río

Hurtado, un relleno fluvial moderno desarrollado sobre un relleno más antiguo.

Este relleno moderno está desarrollado aguas arriba directamente sobre la roca de

basamento o sobre sedimentos del fluvial antiguo. El relleno fluvial antiguo

presenta una granulometría conformada por gravas y conglomerados con gran

proporción de limos y arcillas, que le imponen una baja transmisividad. En cuanto

a las características litológicas del fluvial moderno, son similares o algo inferiores a

la de los sedimentos descritos anteriormente para la subcuenca del Río Limarí

(Rochette, 2009).

3.1.5 Actividades Económicas

En la cuenca las principales actividades económicas que se desarrollan son la

agricultura, ganadería y en menor proporción la minería.

En cuanto a la agricultura, la cuenca del Río Limarí cuenta con importantes

superficies plantadas y bajo riego, más de 70.000 ha, lo que la hace ser la más

importante de la región, contando con aproximadamente el 70% de las

exportaciones agrícolas de la región de Coquimbo. Existe una abundante actividad

hortícola, la que cuenta con un buen manejo y eficientes sistemas de riego (riego

tecnificado). También presenta una importante superficie de vides, para la

producción de pisco, vino y exportación de uva de mesa, así como paltos, cítricos

y olivos, favorecidos por las condiciones de altas temperaturas y gran insolación. A

medida que se desciende a través de la cuenca, podemos encontrar una amplia

diversidad de cultivos, esto debido a su disponibilidad de suelos y aguas de riego.

En la zona media de la cuenca, desde Ovalle hasta la costa, encontramos una

actividad agrícola de cultivos tempranos, como tomates, lechugas, papas, etc.



16

Referente a la actividad minera en la cuenca del Limarí, se desarrolla minería de

cobre o cobre-oro, ejecutada por las compañías Tamaya y Los Mantos de

Punitaqui, y hasta hace un tiempo Panulcillo, la cual traslado sus operaciones a

Planta Delta de ENAMI. También, la cuenca del Limarí se destaca a nivel nacional,

por la existencia de piedras ornamentales, como el lapislázuli y combarbalita.

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.

La Compañía Minera Tamaya opera en el antiguo distrito 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 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, 2006;

Baldessari, 2007).



17

3.2 Campaña de Obtención de Datos

El presente estudio utilizó información de muestras tomadas tanto en agua

superficial como en agua subterránea, analizando los resultados químicos e

isotópicos. La obtención de las muestras se realizó en dos campañas,

enmarcadas dentro del proyecto CHI 8029.

Las campañas de toma de muestras fueron realizadas en dos periodos, una en

Abril de 2010, durante régimen otoñal, y la segunda en Noviembre de 2010,

régimen primaveral. En ambos muestreos, los puntos tomados fueron los mismos,

con fin de comparar y analizar, y así establecer relaciones entre ellos. Esta

memoria se concentró en los datos químicos e isotópicos obtenidos con las

muestras de la primera campaña, y la información de Radón 222 se obtuvo a partir

de las muestras colectadas en la segunda campaña. La información química y de

isótopos estables de la segunda campaña es analizada en una memoria

complementaria actualmente en desarrollo.

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

campañas, y según el tipo de componente hidrológico considerado.

Tabla 1: Número de muestras

Abril 2010 Noviembre 2010

Agua Superficial 15 15

Agua Subterránea 16 16

En la Tabla 2 se muestran los puntos de muestreo, cada uno con su identificación

y ubicación geográfica. En las primeras dos columnas, aparece la numeración

dada en cada una de las campañas; en la tercera columna aparece la

nomenclatura a utilizar como identificación para cada uno de ellos en este estudio,

para efectos de análisis y discusión de resultados; en la cuarta columna aparece el

nombre del sitio de muestreo; la ubicación geográfica de cada punto, expresadas



18

en coordenadas UTM (Norte y Este), aparecen en las columnas quinta, sexta, y la

séptima columna muestra la altura en la cual se encuentra cada uno. Las

coordenadas y alturas fueron tomadas con un GPS Garmin e-trex. Algunas

imágenes de los sitios muestreados se incluyen en al Anexo A.

Tabla 2: Identificación de los puntos de muestreo.

1º Muestreo

2º Muestreo

Punto Nombre Norte

UTM

Este

UTM

Altura

msnm

19 9 G1 Río Grande (aguas abajo Embalse La Paloma) 6602373 304892 317 16 10 G2 Río Grande en El Guindo 6606953 298204 270 15 15 G3 APR El Guindo 6607296 298327 280 11 7 H1 Embalse Recoleta 6617065 293553 255 12 13 E1 APR Estación Recoleta 6623568 293943 301 10 8 H2 Río Hurtado en Villaseca 6617065 293553 255 13 14 H3 APR Villaseca 6617488 293741 288 1 1 E2 Estero El Ingenio en Lagunillas 6619062 292034 272 2 2 E3 Estero El Ingenio en Cruce Talhuén 6616189 289732 244 4 3 E4 Estero El Ingenio en Badén El Ingenio 6608944 281502 161 5 4 E5 Estero El Ingenio en Cruce El Trapiche 6608986 276838 121

18 22 E6 APR El Trapiche 6609064 276942 118 9 11 L1 Río Limarí en Los Peñones 6613514 291866 207

30 20 L2 Aguas del Valle, Ovalle 6613456 291744 219 3 12 L3 Río Limarí en La Chimba 6609880 287018 185

14 23 L4 APR Limarí 6607688 280633 155 6 5 L5 Río Limarí en Cruce San Julián con El Trapiche 6608648 276748 115

17 21 L6 APR San Julián 6608113 275647 128 7 6 L7 Río Limarí en Cruce Los Aromos 6609057 269788 87

20 19 L8 APR Cerrillos Tamaya 6610288 268737 83 29 27 P4 APR Los Nogales 6597674 275064 234 31 25 P1 APR Graneros 6593766 281261 187 8 18 L9 Río Limarí en Barraza 6606140 262081 37

26 24 L10 APR Barraza 6605799 261532 46 22 33 P8 Vertiente, Rinconada Punitaqui 6581873 273781 562 23 34 P9 Vertiente, Rinconada Punitaqui 6583498 273199 524 21 31 P7 Vertiente, Rinconada Punitaqui 6581711 274894 446 24 17 P2 Estero Punitaqui en Camarico 6594493 273307 126 28 26 P3 APR Camarico Chico 6594114 272884 108 25 16 P5 Estero Punitaqui en Chalinga 6596042 270312 108 27 28 P6 APR Chalinga 6595671 270083 120



19

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

diferentes sistemas 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.

En cuanto al muestreo de aguas superficiales, estas fueron tomadas en los ríos de

la cuenca, tratando de que éstas estuvieran lo más cerca posible de los puntos de

muestreo de agua subterránea (APR), para así lograr mantener uno de los

objetivos de este trabajo, que es el de evaluar la posible existencia de algún grado

de interacción entre aguas superficiales y subterráneas.

En la Tabla 3, se presentan los caudales de los ríos de la Cuenca del Limarí, en

los meses de las campañas de muestreo. Estos datos, fueron otorgados por la

DGA.

Tabla 3: Caudales de los ríos en los meses de campañas.

Nombre Estación

Caudal (m3/seg)

Abril 10

Mayo 10

Junio 10

Octubre 10

Noviembre 10

Diciembre 10

Río Grande en Puntilla San Juan

1,94 3,94 5,55 1,71 1,1 0,26

Río Hurtado en Angostura de Pangue

0,61 1,44 1,77 0,27 0,21 0,24

Río Limarí en Panamericana

1,24 3,74 9,7 3,45 1,21 0,8

Estero El Ingenio − * − * − * − * − * − *

Estero Punitaqui antes junta Río Limarí

0,01 0,01 0,43 0,05 − ** − **

Fuente: Dirección General de Aguas

(*) En Estero El Ingenio, no hay estaciones de medición.

(**) No se encuentran los datos de estas mediciones a la fecha.



20

Los sitios de muestreo, tanto de agua superficial como para agua subterránea en

el área de estudio, parte baja del Río Limarí se presentan en la Figura 3.

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

Las muestras para el análisis químico fueron colectadas en recipientes plásticos

de 1 litro. Para cada punto de muestreo, se tomaron 2 muestras, una para el

análisis de iones mayores, y la otra para el análisis de metales pesados, siendo

ésta última conservada con 1 - 2 mL de ácido nítrico (concentración 65%) al

momento de colectar la muestra, para tener una correcta preservación.

Las muestras para isótopos estables, fueron colectadas en envases plásticos de

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



21

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

muestras, éstas fueron llenadas completamente y selladas con una lámina

plástica. En el Anexo A, se presentan fotos de la recolección de muestras.

Después de la obtención de las muestras, éstas se almacenaron 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 a la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), ubicada en la

ciudad de Santiago.

Para la medición de isótopos radioactivos, en el caso de este estudio,

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 papeles

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

independientes para CE, pH y OD marca HACH, modelos C0150, SENSION1 y

SENSION 6 respectivamente.

Los análisis químicos fueron realizados en el Laboratorio de Análisis Químico de la

Comisión Chilena de Energía Nuclear. Cabe señalar, que en las muestras se

analizaron las concentraciones disueltas de cada parámetro. Efectivamente, previo

a su análisis fueron filtradas a través de filtros de 0,45 micrones (P, Li, Sr, B, Si, Al,



22

Fe, Mn, Pb, Zn, Na, K, Ca y Mg) y de 0,2 micrones (Cl, N-NO2, N-NO3 y SO4). Los

parámetros químicos analizados, así como las metodologías utilizadas se

presentan en la Tabla 4.

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

la información obtenida del laboratorio como la de terreno está disponible en el

Anexo G.

Como medida básica de control de calidad de la información, se calculó el error de

balance iónico de cargas, el que utiliza la siguiente expresión (Thyne et al, 2004):

%

100

El balance iónico de cargas se realizó 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 ni

aguas subterráneas.



23

Tabla 4: Metodología de Análisis.

Parámetro Límite de detección Metodología

Fósforo 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Litio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Estroncio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Boro 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Silicio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Aluminio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Hierro 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

Sodio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Potasio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Calcio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Magnesio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava edición parte 3120

Cloruro 0,1 Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)

STD.METHODS 20ava edición parte 4110

N-Nitrito 2,0 Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) STD.METHODS 20ava edición parte 4110

N-Nitrato 0,25 Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) STD.METHODS 20ava edición parte 4110

Sulfato 0,05 Cromatografía líquida de alta

resolución (HPLC) STD.METHODS 20ava edición parte 4110

Flúor 0,1 Potenciómetro Ion Analyzer 250 - Radiometer

STD.METHODS 20ava edición parte 4500



24

3.3 Análisis Isotópico

Los isótopos estables analizados fueron Deuterio (2H) y Oxígeno 18 (18O). El

isótopo ambiental radioactivo considerado fue Radón 222 (222Rn).

3.3.1 Deuterio y Oxígeno 18

La determinación de los isótopos estables, deuterio y oxígeno 18, se realizó en el

laboratorio de Isótopos Ambientales de la Comisión Chilena de Energía Nuclear

(CCHEN). Los datos se expresan 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:

‰ 1000

=Razón isotópica media de la muestra

=Razón isotópica media de la referencia (Carvajal, 2010)

La incerteza de las mediciones es 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 con los valores isotópicos de las precipitaciones del año 2009 y 2010,

tomadas en tres estaciones de muestreo de aguas lluvias a lo largo de la cuenca

del Limarí: Estación Tulahuén, La Paloma y en Carretera. Finalmente, es

importante mencionar que 18O y 2H se correlacionan a una escala global, y se ha



25

establecido la relación entre Deuterio y Oxígeno 18 como: δ2H = 8 δ18O + 10, la

que se conoce como línea meteórica mundial o GMWL (Global Meteoric Water

Line). Establecida por Craig en 1961, la GMWL nos da un punto de referencia en

relación con las aguas regionales y/o locales, siendo comparadas 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 Laboratorio Ambiental del

Departamento Ingeniería de Minas de la Universidad de la Serena. Los análisis

fueron realizados en un equipo RadH2O (Durridge Co., MA, USA), como el que se

muestra en la Figura 4, durante los dos días posteriores al muestreo (como

máximo), siguiendo los protocolos establecidos por el fabricante. En cada grupo se

repitieron los análisis para las muestras con los valores máximos y mínimos

obtenidos. Cada medición (una muestra) toma alrededor de 50 minutos.

Éste análisis sólo se realizó en las muestras de agua superficiales y subterráneas

obtenidas en la segunda campaña de muestreo.

Figura 4: Detector electrónico RAD H2O



26

3.3.3 Análisis preliminar de Recarga

Finalmente, se utilizaron las concentraciones de cloruro (Cl-), para calcular en

forma preliminar la tasa de recarga de las aguas subterráneas 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)

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 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)



27

Respecto a la información de las precipitaciones (agua caída en meses de 2009 y

2010) ésta fue proporcionada por la Dirección General de Aguas (DGA). 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 de 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.

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


de la Cuenca del Río Limarí, a través del uso de Herramientas Hidroquímicas e Isotópicas”

Se utilizaron métodos gráficos simples, como por ejemplo diagramas de Piper y

Stiff, para así establecer la distribución de las concentraciones de los parámetros

en los diferentes puntos de muestreo (variación espacial), 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


28

variables seleccionadas. Se consideró el uso de gráficos bivariados y ternarios.

Éstos se realizaron usando Excel (Microsoft Office 2007) y el programa 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.

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

Para el análisis estadístico simple, se utilizó un análisis estadístico descriptivo

(media, mediana, desviación estándar, máximo y mínimo), para explicar en forma

general la distribución, rango y comportamiento de los datos analizados.

3.4.2.2 Métodos Estadísticos Multivariados

Para realizar un análisis estadístico efectivo, primero se procedió a la selección de

las variables a trabajar. Esto se logró, en primera instancia corrigiendo los



29

parámetros “censurados”, es decir 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, sólo aquellos parámetros cuyo porcentaje de valores censurados fuese

menor a 30% fueron seleccionados para el análisis multivariado. Una vez

obtenidos estos parámetros, se procedió a determinar la distribución estadística de

cada uno de ellos.

Para lograr una correcta utilización de las técnicas multivariadas, los parámetros

deben presentar una distribución normal. Para verificar los ajustes de cada

parámetro se realizó el test de Anderson-Darling (A-D) utilizando el programa

Minitab 16. 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. Se utilizó como

criterio dominante, que a medida que el valor de A-D sea menor, mejor será el

ajuste a la distribución señalada. Y, con respecto al valor de p-value, usado como

segundo criterio, se concluye que los datos siguen la curva en cuestión cuando

éste tiene un valor mayor que el α (Minitab Inc.). Para aquellos parámetros que no

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

Anexo C, 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).

El método de análisis de clusters es una gran herramienta para analizar la química

de las aguas. Consiste en agrupar las muestras en 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).



30

En este estudio se utilizó el software Minitab 16 (Minitab Inc.). Se utilizó una

combinación del método de vinculación Ward y de distancia Euclidiana, ya que se

ha comprobado que la utilización de éstos en conjunto produce clusters más

distintivos. 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 H, figura H.1).

Respecto a la elección del número de clusters, esto es subjetivo. Según Thyne

(2004), el número óptimo de clusters dependerá del investigador y/o del estudio en

cuestión. Este criterio arbitrario requiere de una buena comprensión respecto al

área de estudio y la agrupación de las variables, y a su vez lograr establecer la

cantidad de grupos y subgrupos, considerando las características del sistema en

cuestión. En esta oportunidad se utilizó dos criterios, el arbitrario y otro estadístico.

En primer lugar, se utilizó un criterio estadístico, en este caso el de Sneath:

2/3 Dmáx, siendo Dmáx la distancia máxima de separación, para 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 explicaran gran parte de la variabilidad total.

El número total de componentes o factores 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



31

factor es el proceso menos importante que contribuye a la variación química

(Yidana et al., 2008).

Para este análisis, 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 igual a la unidad. Además, se

consideró una rotación tipo Varimax (detalles de las opciones seleccionables en

Anexo H, figura H.2).



32

4 RESULTADOS Y DISCUSIONES

4.1 Grupo Final de Datos Analizados

Con respecto al error analítico, de los resultados obtenidos, más del 85% de las

muestras obtuvieron errores menores al ±10%. Sólo cuatro de las 31 muestras

obtuvieron errores superiores a ±10%, equivalentes al 13% de las muestras

analizadas. En cuanto a las muestras con errores entre 10 y 25%, no se eliminó

ningún punto de muestreo, puesto que los valores que se presentaron fueron

todos considerados como aceptables, incluso a pesar de valores algo elevados

calculados para las muestras embalse Recoleta (H1) y Estero Punitaqui en

Camarico (P2). Por lo tanto, se procedió a utilizar las 31 muestras en su totalidad

para el análisis del presente estudio (Tabla 7).

Respecto a los análisis estadísticos y gráficos dentro de este estudio, se realizó

una selección de los parámetros a trabajar. Dicha selección se hizo tanto para las

muestras de agua superficial como subterránea, calculando el porcentaje de datos

censurados (aquéllos con valores de concentraciones menores al límite de

detección de la técnica y/o método analítico utilizado), aspecto de gran

importancia para el análisis multivariado. De los resultados obtenidos, los

porcentajes de datos censurados no variaron considerablemente para cada

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

Los porcentajes se presentan en la Tabla 8.

Por lo tanto, de acuerdo a la Tabla 8, los parámetros que se consideraron

finalmente para el 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, DO,

TDS, 18O y 2H.

*Nota: 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(mgCa/L) + 4,118(mgMg/L). (Fuente: Laboratorio de análisis químico –

Comisión Chilena de Energía Nuclear).




33

Tabla 7: Errores analíticos para cada punto de muestreo.

Punto Sector % error G1 Río Grande (aguas abajo Embalse La Paloma) 2,73 G2 Río Grande en El Guindo 3,62 G3 APR El Guindo 4,21 H1 Embalse Recoleta 23,70 H2 Río Hurtado en Villaseca 7,34 H3 APR Villaseca 2,44 E1 APR Estación Recoleta 1,34 E2 Estero El Ingenio en Lagunillas 2,74 E3 Estero El Ingenio en Cruce Talhuén 0,80 E4 Estero El Ingenio en Badén 5,56 E5 Estero El Ingenio en Cruce El Trapiche 4,08 E6 APR El Trapiche 2,98 L1 Río Limarí en Los Peñones 8,81 L2 Aguas del Valle, Ovalle 4,07 L3 Río Limarí, La Chimba 6,87 L4 APR Limarí 3,75 L5 Río Limarí en Cruce San Julián con El Trapiche 9,54 L6 APR San Julián 5,14 L7 Río Limarí en Cruce Los Aromos 7,32 L8 APR Cerrillos Tamaya 1,22 L9 Río Limarí en Barraza 7,40 L10 APR Barraza 4,14 P1 APR Graneros 1,64 P2 Estero Punitaqui en Camarico 24,78 P3 APR Camarico Chico 3,11 P4 APR Los Nogales 4,31 P5 Estero Punitaqui en Chalinga 11,67 P6 APR Chalinga 9,66 P7 Vertiente, Rinconada Punitaqui 2,02 P8 Vertiente, Rinconada Punitaqui 11,02 P9 Vertiente, Rinconada Punitaqui 7,89



34

Tabla 8: Porcentaje de datos censurados para los diferentes parámetros obtenidos del

total de análisis (muestras).

Parámetros A. Superficial % A. Subterránea % P 60 44 Li 100 100 Sr 0 6 B 7 25 Si 0 0 Al 87 94 Fe 87 63 Mn 100 81 Pb 100 100 Zn 100 88 Na 0 0 K 0 0

Ca 0 0 Mg 0 0 As 100 100 Cd 100 100 Cu 87 100

Conductividad eléctrica 0 0 Dureza total 0 0

pH 0 0 Alcalinidad 33 100

STD 0 0 HCO3 0 0

F 0 0 Cl 0 0

SO4 0 0 N-NO3 0 0 N-NO2 100 100 PO4 100 100 δ2H 0 0 δ18O 0 0



35

4.2 Hidroquímica

4.2.1 Análisis Estadístico Simple Descriptivo

Para el análisis estadístico simple, se analizaron por separado las aguas

superficiales y subterráneas. Los resultados se presentan en las Tablas 9 y 10.

Comparando estos resultados, con los obtenidos por Baldessari (2007) y de

acuerdo a los parámetros coincidentes con este estudio, se advierte cierta

variación temporal. Se destacan los valores para Fe, que en el estudio presentado

por Baldessari presenta una concentración promedio de 0,4 mg/L, y en este

estudio de 0,06 mg/L, ambas en aguas superficiales. Eso sí, es importante

recordar que en este estudio se utilizaron concentraciones disueltas y en el

estudio realizado por Baldessari (2007), concentraciones totales.

En relación al análisis estadístico de nuestro estudio, los valores promedios que

cambian notoriamente sus concentraciones, entre aguas superficiales y

subterráneas son: Cl, dureza total, N-NO3 y SO4.

4.2.2 Análisis Gráfico: Variaciones Espaciales

A continuación, se presenta un análisis gráfico de la variación espacial de las

concentraciones de los diferentes parámetros considerados tanto para aguas

superficiales como aguas subterráneas. Cabe señalar, que debido a la importancia

de cada tipo de agua, tanto en el ámbito agrícola (aguas superficiales) como en el

uso para agua potable (aguas subterráneas), se incluyen en los gráficos, según

corresponda, los niveles permisibles establecidos en las Normas Chilenas 1333 y

409 respectivamente.



36

Tabla 9: Estadísticos descriptivos agua superficial (para 15 muestras).

Mínimo Máximo Media Mediana Desv.Est. mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

Ca 35,9 244,0 100,0 106,0 67,1 Mg 9,9 124,0 36,0 42,8 40,2 K 1,9 8,1 4,2 5,2 2,4

Na 19,7 330,0 93,1 117,0 111,9 Cl 9,7 521,0 85,7 115,0 199,0 F 0,0 1,1 0,2 0,2 0,3

HCO3 120,0 370,0 253,4 254,0 80,6 Dureza total 130,0 1086,0 403,5 350,0 327,9

PO4 2,5 2,5 2,5 2,5 0,0 N-NO3 0,3 5,4 1,3 1,3 1,5 N-NO2 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 SO4 47,3 964,0 169,6 157,0 243,2 Al 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 B 0,1* 0,3 0,2 0,2 0,1

As 0,01* 0,01* 0,01* 0,01* 0,00 Cd 0,01* 0,01* 0,01* 0,01* 0,00 Cu 0,02* 0,01* 0,01* 0,01* 0,00 Fe 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 Mn 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 Pb 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 Zn 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 P 0,1* 0,7* 0,1* 0,1* 0,2 Li 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 Sr 0,2 1,2 0,5 0,6 0,4 Si 2,2 15,3 7,5 9,4 3,7 pH 8,9 7,6 8,0 7,9 0,3 DO 4,8 13,3 8,2 9,0 2,9 CE 335,7 3061,0 829,9 1036,0 926,4

TDS 187,0 1799,0 472,5 593,0 548,6 δ2H (‰) -73,9 -45,8 -59,6 -60,6 7,3 δ18O (‰) -9,3 -5,9 -7,4 -7,4 0,9

*Nota: Valores resultantes del promedio entre cero y el límite de detección.



37

Tabla 10: Estadísticos descriptivos agua subterránea (para 16 muestras).

Mínimo Máximo Media Mediana Desv.Est. mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

Ca 25,4 251,0 88,3 95,6 62,6 Mg 15,9 115,0 36,1 36,6 27,2 K 2,0 7,4 3,5 3,4 1,8

Na 35,6 323,0 102,6 101,7 94,1 Cl 19,2 681,0 107,6 110,7 186,8 F 0,01* 0,20* 0,10* 0,10* 0,10

HCO3 166,0 516,0 286,9 278,0 87,8 Dureza total 152,0 1100,0 380,8 327,0 253,7

PO4 2,5 2,5 2,5 2,5 0,0 N-NO3 0,4 14,1 2,5 2,2 4,0 N-NO2 1,0 1,0 1,0 1,0 0,0 SO4 12,7 370,0 119,1 142,0 111,6 Al 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 B 0,1* 0,3 0,1* 0,2 0,1

As 0,01* 0,01* 0,01* 0,01* 0,00 Cd 0,01* 0,01* 0,01* 0,01* 0,00 Cu 0,01* 0,01* 0,01* 0,01* 0,00 Fe 0,1* 2,2 0,1* 0,1* 0,7 Mn 0,1* 0,9 0,1* 0,1* 0,2 Pb 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 Zn 0,1* 0,3 0,1* 0,1* 0,1 P 0,1* 0,2 0,1* 0,1* 0,1 Li 0,1* 0,1* 0,1* 0,1* 0,0 Sr 0,1* 1,4 0,4 0,4 0,4 Si 9,2 23,8 12,5 11,3 4,2 pH 8,0 6,9 7,4 7,5 0,3 DO 2,1 8,1 4,6 5,4 1,9 CE 514,7 3220,7 969,1 1027,3 791,2

TDS 276,5 1798,5 542,1 575,0 449,0 δ2H (‰) -75,4 -34,7 -51,0 -55,3 11,8 δ18O (‰) -9,5 -5,6 -6,9 -6,9 1,1

*Nota: Valores resultantes del promedio entre cero y el límite de detección.



38

4.2.2.1 Parámetros de Terreno

a) pH: Las Figuras 5 y 6, muestra el comportamiento de esta variable. En general,

en ambos tipos de muestreo, se mantienen levemente alcalinos los valores de pH

de casi todos los puntos, y todos dentro de los rangos de la normativa

correspondiente para cada caso. En aguas superficiales (Fig. 5) la excepción la

constituye la muestra tomada en el Río Limarí, en el sector de cruce San Julián

con el Trapiche (L5) en que el valor del pH presenta un leve aumento,

probablemente debido a los aportes por drenaje agrícola hacia las aguas

superficiales. En aguas subterráneas (Fig. 6) destaca en el punto de APR Barraza

(L10), donde aumenta el valor del pH aproximadamente en una unidad.

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 P5

Unida

d pH

Puntos

Dirección del Flujo

Figura 5: Variación espacial de pH en agua superficial; NCh 1333.



39



Figura 6: Variación espacial de pH en agua subterránea; NCh 409.

b) Conductividad Eléctrica: Es una medida de la concentración total de iones en la

solución. A diferencia del pH, tanto para aguas superficiales, como para aguas

subterráneas, se observan comportamientos distintos (Fig. 7, paneles A y B).

En aguas superficiales (Fig. 7, panel A), la conductividad mantiene valores

similares a medida que avanzamos en la cuenca, a excepción del Estero El

Ingenio. De hecho, en el punto de Estero El Ingenio en badén (E4) ubicado

inmediatamente aguas abajo del sector de Panulcillo presenta el valor más alto.

Esto puede deberse posiblemente al efecto de las soluciones provenientes de las

piscinas de evaporación presentes en Panulcillo, que se infiltran hacia el estero. A

medida que avanzamos aguas abajo, disminuye levemente, probablemente debido

a la dilución que experimenta al mezclarse con las aguas del Río Limarí. Y

finalmente, en el punto L9 (Río Limarí en Barraza) aumenta nuevamente,

probablemente por efecto de que en este sector la cuenca es más ancha, lo que

favorecería la evaporación del agua y esto a su vez hace que se produzcan

concentraciones más salinas provocando el aumento en la conductividad.

6,0

7,0

8,0

9,0

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

Unida

d pH

Puntos


40

Respecto a aguas subterráneas (Fig. 7, panel B), la conductividad comienza a

aumentar, justo en el punto de APR El Trapiche (E6), coincidentemente aguas

abajo del punto Estero El Ingenio en badén, llegando a su valor más alto en APR

Cerrillos de Tamaya (L8) coincidentemente puntos ubicados cercanamente a los

puntos nombrados en aguas superficiales (E4 y L9), lo que puede ser indicador de

una posible interacción entre estos.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


CE uS/cm

Puntos




0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


CE uS/cm

Puntos

Dirección del Flujo B

A

Figura 7: Conductividad eléctrica en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

Punto de muestreo.


41

c) CE- pH: Para el caso de las aguas superficiales (Fig. 8, panel A) se observa

que los valores de pH y conductividad están inversamente relacionados hasta el

punto Río Limarí en La Chimba (L3), a medida que disminuye el pH, aumenta la

conductividad, esto porque al disminuir el pH aumenta la concentración de iones

en el agua. Aunque cabe señalar que los rangos de pH son bastante limitados.

Luego, en el punto Río Limarí en cruce San Julián con El Trapiche (L5) y la

sección destacada (línea segmentada), muestra que desde Estero El Ingenio en

cruce Talhuén (E3) hasta Río Limarí en Barraza (L9) no hay una correlación entre

pH y conductividad, puesto que hay altos valores para conductividad y altos

valores de pH. Estos altos valores en la conductividad probablemente tengan

relación con las concentraciones salinas naturales encontradas al final de la

cuenca, donde se ubican estos puntos muestreados.

En aguas subterráneas (Fig. 8, panel B), se observa hasta APR Estación Recoleta

(E1) una relación directa entre el aumento de pH y conductividad. En los puntos L8

(APR Cerrillos de Tamaya) y L10 (APR Barraza), se observa una relación inversa

entre los parámetros señalados. En los puntos correspondientes al Estero

Punitaqui (P1 - P9) se observa que a medida que aumentan los valores de pH

favorecen la disminución de concentración iónica, la que lleva a disminuir la

conductividad eléctrica.



42

6,5

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

9,5

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


Unida

d pH

CE uS/cm

Puntos

A


6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


Unida

d pH

CE uS/cm

Puntos

B

Figura 8: Variación de la conductividad eléctrica y pH en agua superficial (Panel A) y

subterránea (Panel B). Conductividad eléctrica; pH

4.2.2.2 Cationes Mayores

a) Ca-Mg-Na: Se observa que los niveles de Ca, Mg y Na, tanto en aguas

superficiales como en subterráneas están relacionados directamente entre sí

(Fig. 9, paneles A y B). Se advierte además que las más altas concentraciones se

presentan en los puntos pertenecientes al Estero El Ingenio. En aguas



43

subterráneas, destaca APR Cerrillos de Tamaya (L8) con las mayores

concentraciones (notar la escala logarítmica de la figura).

1

10

100

1000


Ca ‐Mg ‐N

a mg/L

Puntos

A


1

10

100

1000


Ca ‐Mg ‐N

a mg/L

Puntos

B



Figura 9: Calcio, magnesio y sodio en aguas superficiales (Panel A) y subterránea (Panel

B). Ca; Mg; Na.

b) Razón Ca/Mg: La razón Ca/Mg (ambos en mg/L) en aguas superficiales,

muestra una gran variación en los distintos afluentes. En el Río Hurtado las

concentraciones de calcio son 5 veces la de magnesio, mientras que en el Estero

Punitaqui es aproximadamente 2. En el Río Limarí esta razón va disminuyendo en


44

el sentido del flujo (Fig. 10, panel A). En aguas subterráneas, la razón fue

mostrando el mismo comportamiento que las aguas superficiales, aunque desde el

punto APR Graneros (P1), va disminuyendo, con excepción de los puntos APR

Camarico Chico (P3) y APR Los Nogales (P4) (Fig. 10, panel B).

0,0

2,0

4,0

6,0


Razón Ca

/Mg

Puntos

A Dirección del Flujo

0,0

2,0

4,0

6,0


Razón Ca

/Mg

Puntos

B



Figura 10: Razón Ca/Mg en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

Punto de muestreo.


45

c) Razón Ca/Na: La razón Ca/Na en aguas superficiales (Fig. 11) muestra un

comportamiento similar a lo mostrado en la razón Ca/Mg, aunque sólo hasta el

punto L3 (Río Limarí en La Chimba). Desde este punto hasta el final de la cuenca,

las concentraciones de Na en el Río Limarí (es decir, L7 y L9) son mayores que

las de Ca, lo que se podría asociar al aumento en los valores de la conductividad

eléctrica visto anteriormente (Fig. 7, panel A) por el aumento en las

concentraciones de iones en este sector, especialmente de Na+ y Ca+2.

En aguas subterráneas (Fig. 12), esta razón no mostró gran variación a lo largo de

la cuenca, pero cabe señalar que las concentraciones de Na fueron mayores que

las de Ca desde el punto APR San Julián (L6) hasta el final de la cuenca. Una

excepción es la muestra de APR Villaseca (H3), que presenta el mismo

comportamiento que en la razón Ca/Mg, con el valor de Ca/Na más alto de todos

los puntos de muestreo, aproximadamente 2,6.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5


Razón Ca

/Na

Puntos


Figura 11: Razón Ca/Na en agua superficial. Punto de muestreo.



46

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0


Razón Ca

/Na

Puntos

Figura 12: Razón Ca/Na en agua subterránea. Punto de muestreo.

4.2.2.3 Aniones Mayores

a) SO4: Las concentraciones de SO4 en aguas superficiales (Fig. 13, panel A)

presentan valores bajo el límite permisible de la norma (1333 riego) hasta el punto

de confluencia del Estero El Ingenio con el Río Limarí, donde sobrepasa el valor

normado. Esto, probablemente debido a las altas concentraciones presentes en el

Estero El Ingenio, específicamente en cruce Talhuén (E3). Posiblemente estos

altos valores de sulfato encontrados en cruce Talhuén, se deban a las

infiltraciones provenientes de las piscinas de evaporación de la compañía minera

Panulcillo, mencionado anteriormente. Cabe señalar, que a medida que se avanza

aguas abajo, esta concentración va disminuyendo (igualmente sobrepasando el

límite permisible. En el sector de Barraza (L9) vuelve a presentar un leve aumento.

En aguas subterráneas, en general, las concentraciones de todos los puntos de

muestreo estuvieron por debajo de los límites permitidos (Fig. 13, panel B). Eso sí,

se observa el leve aumento de éstas desde los pozos muestreados en el Estero El

Ingenio (APR El Trapiche, E6) hasta los pozos ubicados en el Río Limarí (APR

Cerrillos de Tamaya, L8), en directa relación con lo mencionado en aguas



47

superficiales. Cabe señalar, que destacan los bajos valores encontrados en las

vertientes de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9).

0

200

400

600

800

1000


SO4mg/L

Puntos

A



0

100

200

300

400

500


SO4mg/L

Puntos

B


Figura 13: Sulfato en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

Punto de muestreo; NCh 1333; NCh 409.


48

b) Cl: En relación al contenido de cloruro en aguas superficiales (Fig. 14, panel A)

en general en la zona de estudio la presencia de éste se puede deber a la alta

evapotranspiración del suelo, neblinas provenientes de la costa, así como también

por efecto de la lixiviación de sedimentos de terrazas salinas. En general, las

subcuencas del Río Grande y Hurtado presentan bajas concentraciones. 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 probablemente a los aportes de Cl de neblinas con contenidos

salinos de origen marino y también por la presencia de terrazas salinas presentes

al final de la cuenca (que fueron terrazas marinas en parte).

Respecto a las aguas subterráneas (Fig. 14, panel B), al igual que en aguas

superficiales, presentan altas concentraciones los pozos muestreados del Estero

El Ingenio, posiblemente por efecto de algún tipo de alteración de rocas

provocado por la infiltración de soluciones provenientes desde Panulcillo. 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. Los puntos del Estero Punitaqui y

Rinconada de Punitaqui, presentan bajas concentraciones.



49

1

10

100

1000


Cl m

g/L

Puntos

A


1

10

100

1000


Cl m

g/L

Puntos



Figura 14: Cloruro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

Punto de muestreo; NCh 1333; NCh 409.

B

c) HCO3: Bicarbonato en aguas superficiales (Fig. 15, panel A) muestra

concentraciones en ascenso a medida que se avanza en dirección del flujo, hasta

llegar al punto Estero El Ingenio en badén (E4), donde bajan sus concentraciones.

La excepción la constituye el punto del Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3),

en que disminuye levemente su concentración, probablemente debido al aporte de

lixiviados provenientes de Panulcillo, que actúan acidificando las aguas.


50

En aguas subterráneas (Fig. 15, panel B) se observa también un aumento en las

concentraciones a medida que avanzamos en la cuenca hasta llegar a APR

Barraza (L10) donde sufre un descenso. Referente a los puntos del Estero

Punitaqui, presentan valores muy diferentes APR Graneros (P1) y APR Los

Nogales (P4), probablemente por la influencia de las aguas de regadío del

embalse La Paloma sobre estas aguas, ya que presentan similares

concentraciones que el punto G3 (APR El Guindo), para un valor de pH bajo en

este punto (7,1).

0

100

200

300

400

500


HCO

3mg/L

Puntos

A Dirección del Flujo

0

100

200

300

400

500

600


HCO

3mg/L

Puntos

B

Figura 15: Bicarbonato en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).



Punto de muestreo.


51

d) N-NO3: Nitrato (expresado como nitrógeno) en aguas superficiales (Fig. 16),

presenta un ascenso a medida que se avanza en dirección del flujo, especial

aumento se observa hasta Río Limarí en cruce San Julián con El Trapiche (L5),

punto de confluencia entre el Río Limarí y el Estero El Ingenio, probablemente por

las concentraciones que trae éste, por efecto de las actividades agrícolas

desarrolladas en esa subcuenca. Luego, ya en L7 (Río Limarí cruce Los Aromos),

disminuye la concentración, no encontrando una explicación consistente para

explicar esta variación.

En aguas subterráneas (Fig. 17) las concentraciones de nitrato presentan distintos

comportamientos en cada punto de muestreo, probablemente por la influencia de

las aguas superficiales sobre estos, es decir, su interacción. Al igual que en aguas

superficiales, el punto APR Limarí (L4) sufre un aumento, al igual que L5,

probablemente por una interacción entre ambas. Lo mismo ocurre con los puntos

P1 y P4. Como se señaló con el bicarbonato, presentaron concentraciones

diferentes a los demás puntos del Estero Punitaqui, posiblemente por la influencia

de las aguas del embalse La Paloma. En cuanto a los puntos de Rinconada de

Punitaqui, el punto P8 presentó la concentración más alta de toda la cuenca con

14,1 mg/L de N-NO3.

0,1

1

10


N‐NO

3 mg/L

Puntos

Figura 16: N-NO3 en agua superficial. Punto de muestreo.



52



Figura 17: N-NO3 en agua subterránea. Punto de muestreo; NCh 409.

e) SO4 – Cl - HCO3: En agua superficial, las concentraciones de sulfato, cloruro y

bicarbonato mostraron comportamientos similares (Fig. 18, panel A). La excepción

la constituye el punto E3 (Cruce Talhuén) que muestra niveles de sulfato mucho

mayores que los de bicarbonato, posiblemente por ser una zona de alteración

hidrotermal o por efectos de la infiltración de soluciones provenientes de las

canchas de evaporación de lixiviados provenientes de la Compañía Minera

Panulcillo.

Aguas subterráneas (Fig. 18, panel B), SO4, Cl y HCO3 mostró un comportamiento

similar que en aguas superficiales, con especial incremento en el Río Limarí, y una

disminución importante en el Estero Punitaqui. En general, aguas superficiales y

subterráneas siguen una misma tendencia, con concentraciones que van en

aumento, a excepción de los puntos de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9), con

valores menores.

0,1

1

10

100


N‐NO

3mg/L

Puntos


53

1

10

100

1000


SO4‐C

l ‐HCO

3mg/L

Puntos

A


1

10

100

1000


SO4‐C

l ‐HCO

3 mg/L

Puntos

B

Figura 18: Sulfato, cloruro y bicarbonato en aguas superficiales (Panel A) y

subterráneas (Panel B). SO4; Cl; HCO3.

f) Razón SO4/Cl: En aguas superficiales (Fig. 19, panel A), la razón SO4/Cl (ambos

en mg/L) presenta su máximo en la subcuenca del Río Hurtado, en donde la

concentración de sulfato es 10 veces la de cloruro. Si bien el valor de sulfato en

Río Hurtado está por debajo de los límites permisibles de la norma, su valor alto

en la razón se explica por la baja concentración de cloruro que presenta.

Igualmente, 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



54

baja. Respecto a las aguas subterráneas (Fig. 19, panel B), desde los puntos en

que confluyen el Río Limarí con el Estero El Ingenio, E6 (APR El Trapiche) y L6

(APR San Julián), la razón mostrada indica claramente que presentan valores de

cloruro mayores a los de sulfato.

0,1

1,0

10,0

100,0


Razón SO

4/Cl

Puntos

ADirección del Flujo

0,1

1,0

10,0


Razón SO

4/Cl

Puntos

B

Figura 19: Razón SO4/Cl en aguas superficiales (Panel A) y subterráneas (Panel

B). Punto de muestreo.

4.2.2.4 Metales

a) Cu: Las concentraciones de cobre casi en el 100% de los puntos de muestreo

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

subterráneas, resultaron por debajo del límite de detección, lo que hace imposible



55

“C

un

exc

Pu

am

análisis

cepciones f

nitaqui en

mbas con un

más en p

fueron Río

Camarico

n valor de 0

profundidad

Limarí en

o (P2), mu

0,022 mg/L.

d acerca

cruce San

uestras pe

.

de éste

Julián con

rteneciente

parámetro

n el Trapich

es a agua

químico.

he (L5) y E

s superfici

Las

stero

iales,

a

b)

cas

los

con

(P5

dife

pre

exc

Tra

per

c)

agu


Fe: El com

si el 100%

límites pe

nstituyeron

5), ambas

erente (Fig

esentan va

cepción, la

apiche (E6

rmitidos.

Al: Las c

uas subter

0,

0

Fe m

g/L


mportamien

de las mu

ermisibles

Estero Pu

con 0,14

g. 20). Se

lores bajo

a constituy

) y APR

nto del hie

estras pres

de la nor

unitaqui en

mg/L. En

observa

el límite d

e APR Vi

Graneros

rro en agu

sentó valor

rmativa cor

Camarico

n aguas su

que gran

de detecció

llaseca (H

(P1) con v

a superficia

es bajo el

rrespondien

(P2) y Est

ubterránea

parte de

ón y tambi

3), APR S

valores de

al resultó t

límite de d

nte. Las e

ero Punitaq

s, el com

los puntos

ién bajo la

San Julián

e hierro so

también en

detección y

excepciones

qui en Cha

portamiento

s de mues

a normativa

(L6), AP

obre los lím

n que

bajo

s las

alinga

o es

streo,

a. La

R El

mites

F

Punto d

concentracio

ráneas, res

,01

0,1

1

10

G3 H3

cción agua sumarí, a través

Elizabeth A

Figura 20: H

de muestreo

ones de a

sultaron ca

L2 L4 L6

perficial/aguadel uso de H

Andrea Jofré

ierro en agu

o; N

luminio tan

asi todos lo

E1 E6 L8

Punt

a subterráneaerramientas HSapiain/2011

ua subterrán

Ch 1333;

nto en agu

os valores

L10 P1 P3

tos

P4 P6 P7 P

a poco profunHidroquímica

ea.

NCh

P8 P9

409.

uas superfic

por debaj

ciales com

o del límit

o en

te de

da en la partes e Isotópicas

e baja s”

56

detección, excepto en los puntos Embalse Recoleta (H1) y Estero El Ingenio en

badén (E4), ambos con 0,10 y 0,11 mg/L respectivamente. Lo mismo ocurrió con

los resultados en aguas subterráneas, a excepción del punto APR Cerrillos de

Tamaya (L8), con un valor de 0,13 mg/L.

d) Zn: En agua superficial y subterránea el zinc presentó casi los mismos

comportamientos del Cu, Fe y Al. En agua superficial obtuvo todos los valores por

debajo del límite de detección (0,05 mg/L). En agua subterránea, la excepción la

constituyeron los puntos G3 (APR El Guindo), con un valor de 0,11 mg/L, y H3

(APR Villaseca) con 0,27 mg/L, coincidentemente ambos puntos ubicados aguas

abajo de embalse La Paloma y embalse Recoleta respectivamente.

e) As: Las concentraciones de arsénico en la totalidad de los puntos de muestreo

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

subterráneas, resultaron valores por debajo del límite de detección (0,01 mg/L), lo

que hace imposible un análisis más en profundidad acerca de éste parámetro

químico.

f) B: El boro en agua superficial, en su totalidad presentó valores por debajo de

los límites permisibles de la normativa para agua de riego. Desde el punto G1

(Aguas abajo embalse La Paloma), con un valor de 0,12 mg/L, presenta una gran

disminución al llegar a G2 (Río Grande en el Guindo), llegando a obtenerse un

valor por debajo del límite de detección (0,05 mg/L), esto puede deberse a la

dilución que va sufriendo aguas abajo o probablemente a una interacción con

aguas subterráneas, ya que en el mismo sector, en el punto APR El Guindo (G3),

la concentración es de 0,18 mg/L (Fig. 21, paneles A y B). Luego, en el sector de

cruce San Julián con El Trapiche (L5), sufre un leve aumento, lo que coincide justo

en la confluencia de éste con el Estero El Ingenio, específicamente en el punto E5

(cruce El Trapiche) que viene con un aumento en sus niveles de boro.

En aguas subterráneas, los valores no variaron significativamente. La excepción la

constituyó APR Camarico Chico (P3), en que disminuyó sus niveles por debajo del



57

límite de detección. Si bien, es posible la variación entre dos muestras

consecutivas, la disminución considerable de esta probablemente se deba a que

P1 (APR Graneros) tenga influencia de las aguas de regadío provenientes del

Embalse La Paloma, ya que sus concentraciones son bastante similares a las del

punto G1 (Río Grande aguas abajo del Embalse La Paloma). Esto no ocurriría en

el caso de P3 (APR Camarico Chico) y P4 (APR Los Nogales).

0,01

0,1

1


B mg/L

Puntos

A


0,01

0,1

1


B mg/L

Puntos

B

Figura 21: Boro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).

Punto de muestreo; NCh 1333.



58

4.2.3 Análisis Gráfico: Diagramas Ternarios

En forma complementaria, se presenta a continuación una caracterización de la

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

aniones mayores utilizando diagramas de Piper.

En aguas superficiales (Fig. 22), el diagrama de Piper muestra en primer lugar 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

fueron los puntos de Villaseca (H2) que fue clasificada como agua del tipo

sulfatada cálcica, y también los puntos de Río Limarí en cruce Los Aromos (L7) y

Barraza (L9) que fueron clasificadas como aguas del tipo cloruradas cálcicas

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

bicarbonatadas cálcicas. En cuanto al Estero El Ingenio, de sus seis muestras,

cuatro pertenecen a aguas del tipo sulfatadas cálcicas (CaSO4), una muestra al

tipo bicarbonatada cálcica (Lagunillas (E2)) y otra al tipo clorurada cálcica (Cruce

El Trapiche (E5)). Las aguas del Estero Punitaqui clasifican dentro de las aguas

del tipo cloruradas cálcicas.



59



20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%60

%

60%

80%

80%

80%

Mg

Ca

20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%60%

60%

80%

80%

80%

SO4

Cl

SO4 +

Cl Ca + M

g

Na + KHC

O 3 +

CO3

80

Figura 22: Diagrama de Piper para aguas superficiales. Grande; Hurtado;

Estero El Ingenio; Limarí; Punitaqui.

El diagrama de Piper para las aguas subterráneas (Fig. 23), indican que las

muestras para las subcuencas de los Ríos Limarí, Hurtado y de Estero El Ingenio

clasifican como aguas del tipo sulfatadas cálcicas. A excepción de los puntos APR

Cerrillos de Tamaya (L8), APR Barraza (L10) y APR El Trapiche (E6) clasificadas

como aguas cloruradas cálcicas (circulo 1), las que coinciden con lo mostrado en

el diagrama de aguas superficiales (puntos L7, L9 Y E5) lo que indicaría

probablemente una interacción entre estas. La muestra del Río Grande clasificó

como un agua del tipo bicarbonatada cálcica. En relación a los puntos

muestreados en el Estero Punitaqui, en su mayoría clasificaron en las aguas de

tipo cloruradas cálcicas, con excepción de los puntos de Rinconada de Punitaqui

(P7 y P9) (circulo 2), que clasificaron como bicarbonatadas cálcicas, y el punto

80%%

60%

60%

40%

40%

20%

20%

AA

A

A A

A

EE

E

E

E

E

CC

C

C

C

C

CC

C

CC

C

BB

B

BB

B

B

B

B

BB

B

B B

B

H H

H

H H

H

60

APR Los Nogales (P4) (circulo 3) que clasificó como agua del tipo clorurada

sódica (NaCl).

20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%

60%

60%

80%

80%

80%

Mg

Ca

20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%

60%

60%

80%

80%

80%

SO4

Cl

SO4

+ Cl

Ca + Mg

Na + KHC

O 3 +

CO3

80%

80%

60%

60%

40%

40%

20%

20%

II

I

M

M

M

J

J

J

J

J

J

J

J

J

K K

K

KK

K

J J

J

JJ

J

P P

P

PP

P

P

P

P

PP

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

2

3

1

Figura 23: Diagrama de Piper para aguas subterráneas. Grande; Hurtado;

Estero El Ingenio; Limarí; Punitaqui.

En la Figura 24, 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.



61



20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%60

%

60%

80%

80%

80%

Mg

Ca

20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%60%

60%

80%

80%

80%

SO4

Cl

SO4 +

Cl Ca + M

g

Na + KHC

O 3 +

CO3

80%

80%

60%

60%

40%

40%

20%

20%

AA

A

II

I

E

E

E

M

M

M

C

C

C

K K

K

BB

B

JJ

J

H H

H

PP

P

Figura 24: Diagrama de Piper para los promedios de cada subcuenca (entre paréntesis se

indica el número de muestras considerado). Promedio agua superficial: Grande (2);

Hurtado (2); Estero El Ingenio (4); Limarí (5); Punitaqui (2). Promedio

agua subterránea: Grande (1); Hurtado (1); Estero El Ingenio (2); Limarí (5);

Punitaqui (7).

En aguas superficiales, tanto las aguas del Río Grande como las del Río Hurtado,

resultaron ser aguas del tipo bicarbonatadas cálcicas, las aguas pertenecientes al

Estero El Ingenio clasificaron dentro del grupo de las sulfatadas cálcicas, y

finalmente las aguas del Río Limarí y Estero Punitaqui pertenecen al tipo

cloruradas cálcicas. En aguas subterráneas el diagrama de Piper indica que las

aguas del Río Grande clasifica dentro de las aguas del tipo bicarbonatadas

cálcicas; tanto el Río Hurtado como el Estero El Ingenio clasificaron dentro del tipo

de aguas sulfatadas cálcicas, y finalmente el Río Limarí con el Estero Punitaqui

clasifican como cloruradas cálcicas.

62

Tabla 11: Clasificación de aguas por subcuencas.

Subcuenca Agua Superficial Agua Subterránea

Grande Bicarbonatada cálcica (Ca(HCO3)2) Bicarbonatada cálcica (Ca(HCO3)2)

Hurtado Bicarbonatada cálcica (Ca(HCO3)2) Sulfatada cálcica (CaSO4)

Limarí Clorurada cálcica (CaCl2) Clorurada cálcica (CaCl2)

El Ingenio Sulfatada cálcica (CaSO4) Sulfatada cálcica (CaSO4)

Punitaqui Clorurada cálcica (CaCl2) Clorurada cálcica (CaCl2)

Al observar la tabla, se puede ver que tanto aguas superficiales como aguas

subterráneas para las subcuencas de los Ríos Grande, Limarí, Estero El Ingenio y

Estero Punitaqui presentan el mismo tipo de clasificación, pudiendo ser un

indicador de cierto grado de interacción entre ambas. La excepción la presentó el

Río Hurtado mostrando una clasificación diferente en sus aguas superficiales y

subterráneas.

4.2.4 Análisis Gráfico: Diagramas Stiff

A continuación, se presentan los diagramas de Stiff de los sitios de muestreo,

tanto para aguas superficiales como para aguas subterráneas. Estos diagramas

permiten evaluar de forma complementaria la distribución espacial de las

diferentes composiciones de acuerdo a los cationes y aniones mayores.

En aguas superficiales (Fig. 25), es posible observar la dominancia 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). En el Estero El Ingenio, es notorio el

cambio en la composición química de las aguas, luego de la ubicación de

Panulcillo, específicamente en las concentraciones de sulfato y cloruro, en directa

relación con lo mencionado en los análisis gráficos de variación espacial.



63

Panulcillo

Figura 25: Diagrama de Stiff en aguas superficiales.

En aguas subterráneas (Fig. 26), ocurre algo similar que en aguas superficiales.

Cabe señalar, que los puntos del Estero Punitaqui, presentan características

químicas propias, a excepción del punto P4 (APR Los Nogales).

Al considerar en forma conjunta aguas superficiales y subterráneas es posible

diferenciar cinco agrupaciones (Fig. 27). La primera agrupación está compuesta

por las aguas del Río Hurtado, el segundo grupo por las aguas del Río Grande y el

Río Limarí, hasta el punto cruce San Julián con El Trapiche (L5). Luego, una

tercera agrupación formada sólo por dos puntos del Estero El Ingenio, APR

Estación Recoleta (E1) y Lagunillas (E2), hasta llegar al punto E3 (cruce Talhuén),

donde se ubica la Compañía Minera Panulcillo, que en solitario forma una cuarta

selección. Aguas abajo del punto E3 (cruce Talhuén) se diferencia un quinto



64

grupo. Este quinto grupo se advierte hasta el final de la cuenca, donde claramente

se detecta la influencia de la actividad minera en la composición de las aguas. Un

sexto grupo lo componen los puntos de Rinconada de Punitaqui. Y finalmente, un

séptimo grupo, compuesto por las aguas del Estero Punitaqui. Cabe señalar, que

de acuerdo a la diagramación de las composiciones de las aguas según Stiff, se

observa la similitud en la composición y distribución química en las distintas

agrupaciones ya sea en aguas superficiales como en aguas subterráneas. Esto

permite advertir cierto grado de interacción entre ambas.

Panulcillo

Figura 26: Diagrama de Stiff en aguas subterráneas.



65



3

Panulcillo1 4

5

2

7

6

Figura 27: 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).


66

4.2.5 Análisis Gráfico: Diagramas Araña para Aguas Superficiales.

Se entrega a continuación la comparación entre las concentraciones de las aguas

superficiales de cada afluente y los valores medios mundiales 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

En Río Grande (Fig. 28), ambos puntos muestran un comportamiento similar,

presentando valores por sobre la media mundial en la mayoría de los parámetros.

La excepción la constituyen K y N-NO3. Con respecto a potasio presenta valores

bajos, pero igualmente por sobre la media. En cuanto a nitratos, presenta valores

bajo la media, en comparación con los otros parámetros.

0,1

1,0

10,0

Ca Mg

Na K

HCO

3

NO3

SO4 B

Razón

Parámetros

G1 G2

Figura 28: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en la subcuenca del

Río Grande y la media mundial. (Allégre et al. 1973; Levinson, 1974).

4.2.5.2 Río Hurtado

En general, presenta un comportamiento similar que el descrito para el Río

Grande (Fig. 29). En efecto, se observan valores sobre la media mundial en los



67

mismos parámetros que los vistos anteriormente. Y nuevamente la excepción la

constituyen potasio y nitrato.

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca Mg

Na K

HCO

3

NO3

SO4 B

Razón

Parámetros

H1 H2

Figura 29: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en la subcuenca del

Río Hurtado y la media mundial. (Allégre et al. 1973; Levinson, 1974).

4.2.5.3 Estero El Ingenio

A diferencia de lo descrito anteriormente, las muestras del Estero El Ingenio

(Fig. 30) presentan altos valores en todos los parámetros, con respecto a los

promedios mundiales. Destacan los altos contenidos de SO4, específicamente

desde cruce Talhuén (E3), los que coinciden con lo explicado anteriormente en

relación a la infiltración de soluciones provenientes de la actividad minera que se

desarrollaba en el sector. Luego, hacia aguas abajo disminuyen levemente las

concentraciones. Cabe señalar que a medida que se avanza a través de los

puntos muestreados en el estero hay un paulatino aumento en los valores de los

parámetros, con excepción del sulfato, que marca su mayor concentración en el

punto E3.



68

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca Mg

Na K

HCO

3

NO3

SO4 B

Razón

ParámetrosE2 E3 E4 E5

Figura 30: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Estero El Ingenio y

la media mundial. (Allégre et al. 1973; Levinson, 1974).

4.2.5.4 Río Limarí

En general, presenta enriquecimiento significativo en Ca, Mg, Na, HCO3, SO4 y B

(Fig. 31), y un enriquecimiento moderado en K y N-NO3. Cabe señalar que en el

punto L7 (Río Limarí en cruce los aromos), se presentan las razones más altas en

comparación con los otros puntos, respecto a los promedios mundiales. Esto se

puede deber a que este es el primer punto aguas abajo luego de la confluencia del

Estero El Ingenio con el Río Limarí, que trae valores elevados en los diferentes

parámetros. Respecto a los valores de Boro, para los puntos L3 (Río Limarí en La

Chimba) y L7, muestran una gran disminución.



69



Figura 31: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Río Limarí y la

media mundial. (Allégre et al. 1973; Levinson, 1974). Nótese que en el caso del boro, L3

(Río Limarí en La Chimba) y L7 (Río Limarí en Cruce los aromos) están superpuestos.

4.2.5.5 Estero Punitaqui

El Estero Punitaqui (Fig. 32) presenta enriquecimiento en Ca, Mg, Na y SO4, y

aumento moderado para K, HCO3, N-NO3 y B. En general, ambos puntos

presentan un comportamiento similar. Cabe señalar que respecto a los altos

valores para sodio, se puede deber a que son puntos de muestreo ubicados

cercanos a la desembocadura del río, por lo que posiblemente tengan influencia

de neblinas costeras.

Las razones promedio para las cinco subdivisiones de la cuenca, considerando los

valores promedio para cada uno de ellos con respecto a la media mundial,

muestran resultados consistentes para definir que cada uno de ellos sigue un

mismo patrón (Fig. 33). Se destaca especialmente cómo el Río Limarí es

altamente influenciado en su composición por las aguas provenientes del Estero El

Ingenio, y también por los Ríos Grande y Hurtado. Una vez más, el valor promedio

para sulfato es muy alto en El Ingenio. Es difícil poder establecer una definición en

cuanto a grupos, pero si es posible destacar que los Ríos Grande y Hurtado

0,0

0,1

1,0

10,0

Ca Mg

Na K

HCO

3

NO3

SO4 B

Razón

Parámetros

L1 L3 L5 L7 L9


70

presentan patrones muy similares y con menores concentraciones, que el resto de

la cuenca. Esto puede deberse a un efecto de los embalses sobre estos puntos.

0,1

1,0

10,0

100,0

Ca Mg

Na K

HCO

3

SO4

NO3 B

Razón

ParámetrosP2 P5

Figura 32: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Estero Punitaqui y

la media mundial. (Allégre et al. 1973; Levinson, 1974).



Figura 33: Promedio de cada subdivisión de la cuenca del río Limarí y la media mundial.

(Allégre et al. 1973; Levinson, 1974). G: Río Grande; H: Río Hurtado; E: estero El Ingenio;

L: Río Limarí; P: estero Punitaqui.

0,01

0,10

1,00

10,00

Ca Mg Na K HCO3 SO4 NO3 B

Razón

ParámetrosG H E L P


71

4.2.6 Relaciones concentración–profundidad para aguas subterráneas.

Se intentó establecer una relación entre la concentración de los parámetros en las

aguas subterráneas y la profundidad de los pozos donde se tomaron las muestras

(acuífero). La profundidad se determinó en base a dos tipos de información:

Profundidad de la zona ranurada (zona de captación) y profundidad del pozo. En

el caso de los valores de las profundidades en las zonas de captación, sólo se

obtuvo 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

información).

Tanto la información de la profundidad de la bomba como la profundidad del pozo

se obtuvieron de los encargados de los comités de agua potable rural (operadores

APR) durante la campaña de obtención de datos. La información de la profundidad

de la zona de captación se obtuvo de archivos investigados en la Dirección de

Obras Hidráulicas (DOH) del Ministerio de Obras Públicas (MOP).

a) Considerando la profundidad de la zona de captación de la bomba.

Como se advierte en la Figura 34 (paneles A y E), no fue posible establecer una

relación clara entre la profundidad y las concentraciones de SO4 y N-NO3. Sí, se

advierte una relación inversa entre la profundidad y las concentraciones de

cloruro, es decir, que a menor profundidad, mayor es la concentración (Fig. 34,

panel C).

Para una mejor observación de la relación entre la profundidad de la zona de

captación de la bomba con la concentración de los diferentes aniones se excluyó

el punto P4 (APR Los Nogales), el cual presentaba mayor valor de profundidad de

la bomba en comparación con el resto de los pozos muestreados (Fig. 34, paneles

B, D y F).



72



Figura 34: Relaciones entre la profundidad de la bomba ( ) - zona ranurada (Criba; ) 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).

G3

H3

L2L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P4

P6

P3

0

100

200

300

400

0 20 40 60 8

SO4mg/L

Profundidad m

0

G3

H3

L2L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P6

P3

0

100

200

300

400

0 10 20 3

SO4mg/L

Profundidad m0

BA

G3H3

L2 L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1P3

P4P6

10

100

1000

0 20 40 60 80

Cl m

g/L

Profundidad m

G3H3

L2L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1P3

P6

10

100

1000

0 10 20 3

Cl m

g/L

Profundidad m

0

DC

G3H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P3

P4

P6

0,1

1

10

100

0 20 40 60 80

N (N

O3) m

g/L

Profundidad m

G3H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P3

P6

0,1

1

10

0 10 20

N (N

O3) m

g/L

Profundidad m

30

FE


73

Para el caso del sulfato y nitrato, no fue posible establecer una relación clara entre

su concentración con la profundidad de la bomba y zona ranurada, según sea el

caso (Fig. 34, panel B y F). Referente a cloruros, fue un poco más claro, lo que se

confirma es que a menor profundidad, mayor es la concentración de cloruros, esto

puede deberse a la evapotranspiración que se produce a esta profundidad, la que

hace que aumenten estos valores (Fig. 34, panel D).

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. 35, paneles

A - F). Se destaca que, al igual que la relación anterior, para una mejor

observación se excluyó el punto P4 (APR Los Nogales) por ser el punto de

muestreo de mayor profundidad.



74



G3

H3

L2L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1P3

P4

P6

0

100

200

300

400

0 50 100 150

SO4mg/L

Profundidad m

G3

H3L2

L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1P3P6

0

100

200

300

400

0 20 40 6

SO4mg/L

Profundidad m

0

A B

G3

H3

L2L4

L6

E1

E6L8

L10

P1P3

P4P6

10

100

1000

0 50 100 150

Cl m

g/L

Profundidad m

G3

H3

L2 L4

L6

E1

E6L8

L10

P1P3

P6

10

100

1000

0 20 40

Cl m

g/L

Profundidad m

C

60

D

G3H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P3

P4

P6

0,1

1

10

100

0 50 100 150

N (N

O3) m

g/L

Profundidad m

G3H3

L2

L4

L6

E1

E6

L8

L10

P1

P3

P6

0,1

1

10

0 20 40

N (N

O3) m

g/L

Profundidad m

E

60

F

Figura 35: 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). Punto de muestreo.


75

4.3 Isótopos

4.3.1 Análisis Preliminar General

Para comenzar el análisis isotópico, se calculó en primer lugar la Línea meteórica

local (LML). Esta se determinó con los valores isotópicos de las precipitaciones del

año 2009 (Fig. 36) y 2010 (Fig.37), tomadas en tres estaciones de muestreo de

aguas lluvias a lo largo de la cuenca del Limarí: Estación Tulahuén, La Paloma y

Carretera. Una vez obtenidas las ecuaciones, tanto para el año 2009 y 2010, se

obtuvo una ecuación promedio, la que se utilizó como Línea Meteórica Local

(LML) para la cuenca (Tabla 12).

Tabla 12: Líneas meteóricas locales.

Año Línea Meteórica Local

2009 δ2H = 8,8 δ18O + 17,2

2010 δ2H = 9,0 δ18O + 20,1

Promedio δ2H = 8,9 δ18O + 18,7

‐80

‐60

‐40

‐20

0

‐10,0 ‐8,0 ‐6,0 ‐4,0 ‐2,0 0,0

δ2H (‰

)

δ18O (‰)

Figura 36: Señales isotópicas de precipitaciones año 2009. LML

Tulahuén; La paloma; Carretera.



76

‐80

‐60

‐40

‐20

0

‐10,0 ‐8,0 ‐6,0 ‐4,0 ‐2,0 0,0

δ2H (‰

)

δ18O (‰)

Figura 37: Señales isotópicas de precipitaciones año 2010. LML

Tulahuén; La paloma; Carretera.

Los valores isotópicos obtenidos, tanto en aguas superficiales como en aguas

subterráneas fueron de un rango aproximado de -30 a -80 ‰ para δ2H, y de -5 a

-10 para δ18O (Fig. 38).

Las muestras de agua superficial y de agua subterránea analizadas, se

encuentran en su mayoría por debajo de la línea meteórica mundial (GMWL), y en

su totalidad por debajo de la línea meteórica local (LML), con excepción de los

puntos de Rinconada de Punitaqui que se situaron entre ambas líneas. De la

distribución de los puntos, es posible identificar cuatro grupos. El primer grupo,

corresponde a los puntos H2 y H3, pertenecientes a Río Hurtado, que muestran

los valores más empobrecidos de la cuenca. El segundo grupo corresponde a los

puntos muestreados en el Estero Punitaqui (P2, P3, P5 y P6), que muestran

valores con mayor señal isotópica. Luego, encontramos un tercer grupo central,

que contiene el resto de los puntos, tanto muestras de agua superficial como

subterránea, las que muestran características similares de poca variación

isotópica, probablemente una mezcla de señales. Finalmente encontramos un

cuarto grupo, con las muestras pertenecientes al sector de Rinconada de



77

Punitaqui (P7, P8 y P9), que por su señal isotópica y ubicación entre la LML y la

GMWL, podrían indicar que son aguas de recarga local.



E1

H3

L4G3

L6E6

L8

P8

P9

P7

L10

P6

P3

P4

L2

P1

E2

E3 L3E4E5L5

L7 L9

L1

H2H1

G2

G1

P2P5

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

‐10 ‐7,5 ‐5

δ2H (‰

)

δ18O (‰)

4 A

3

2

1

E1

L4G3

L6E6

L8L10

P4

L2

P1

E2

E3 L3E4 E5L5

L7 L9

L1

H1

G2

G1

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

‐9 ‐6,5

δ2H (‰

)

δ18O (‰)

B

Figura 38: Resultados señal isotópica en todos los puntos de muestreo (Panel A) y detalle

de agrupación central (Panel B). Agua superficial; agua subterránea - - - - LML;

GMWL; Línea de regresión agrupación central (δ2H = 7,2 δ18O +6,1).


78

En la Figura 39 se muestra la señal isotópica de todos los puntos de muestreo, en

la que se muestra también la línea de tendencia de aguas superficiales y

subterráneas (Tabla 13, c). En general, esta línea de tendencia, sigue una

orientación paralela a la línea meteórica local, pero ubicada bajo ésta, lo que nos

podría llevar a concluir 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 nombrados anteriormente.



Figura 39: Resultados señal isotópica en todos los puntos de muestreo. Agua

superficial; agua subterránea. - - - - LML; GMWL; Línea de regresión.

E1

H3

L4G3

L6E6

L8

P8

P9

P7

L10

P6

P3

P4

L2

P1

E2

E3 L3 E4 E5L5

L7 L9

L1

H2H1

G2

G1

P2P5

‐90

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

‐10 ‐7,5 ‐5

δ2H (‰

)

δ18O (‰)


79

Tabla 13: Líneas de tendencia aguas superficiales y subterráneas.

Tipo Ecuación R2

a) Agua superficial δ2H = 8,2 δ18O + 1,1 0,94

b) Agua subterránea δ2H = 10,4 δ18O + 19,2 0,89

c) Aguas superficiales + aguas subterráneas δ2H = 9,9 δ18O + 14,5 0,89

d) Línea Meteórica Local (LML) δ2H = 8,9 δ18O + 18,7 0,99

A continuación, se analizan por separado aguas superficiales y aguas

subterráneas.

Las aguas superficiales (Fig. 40, paneles A y B), mostraron diferentes

composiciones a lo largo de la cuenca. La muestra más empobrecida en 2H y 18O

fue H2 (Río Hurtado en Villaseca), en relación a H1 (Embalse Recoleta) que es

más enriquecida. Probablemente se deba a que las aguas muestreadas en H2

provienen desde aguas arriba del embalse Recoleta. Los puntos menos

empobrecidos fueron P2 y P5, éste último probablemente por recarga local

cercana a la costa. También, observamos un grupo central que presentan valores

medios de -60 para δ2H, y de -7,5 para δ18O. Finalmente, es importante destacar

el grado de paralelismo que hay entre la línea meteórica local (LML) y la

disposición de las muestras, representada con su línea de tendencia (Tabla 13,

letra a) lo que lleva a confirmar lo mencionado anteriormente.



80



E2E3

L3E4

E5

L5

L7L9

L1

H2

H1

G2

G1

P2 P5

‐90

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

‐10,0 ‐7,5 ‐5,0

δ2H (‰

)

δ18O (‰)

A

E3

L3E4

E5

L5

L7L9

L1 G2

G1

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

‐8,0 ‐6,5

δ2H (‰

)

δ18O (‰)

B

Figura 40: Resultados señal isotópica en agua superficial (Panel A) y detalle de

agrupación central (Panel B). Agua superficial; - - - - LML; GMWL.


81

La Figura 41 muestra la señal isotópica para aguas subterráneas. En ella destaca

en primer lugar el punto correspondiente a H3 (APR Estación Recoleta), altamente

empobrecido en 18O y en 2H, en directa relación con lo mencionado anteriormente

para el punto H2 (Río Hurtado en Villaseca). Luego, es posible observar tres

grupos, según su señal isotópica.

El primer grupo, en la parte central, corresponde a muestras aguas abajo del

embalse La Paloma, con señales isotópicas medias. El segundo grupo,

conformado por los puntos P3 (Camarico chico) y P6 (APR Chalinga) en la zona

baja del Estero Punitaqui, con valores más enriquecidos en isótopos pesados. Y

por último, una tercera agrupación, compuesto por las muestras correspondientes

al Estero Punitaqui (P7, P8 y P9), específicamente en el sector de Rinconada de

Punitaqui, únicos puntos que están ubicados en la línea meteórica local, lo que

muestra el origen meteórico “directo” de estas vertientes y la ocurrencia en forma

rápida de infiltración luego de la precipitación, evitando el proceso de

fraccionamiento isotópico.

En general, las aguas subterráneas presentan una similar dispersión en su señal

isotópica, en comparación a las aguas superficiales. Véase también la disposición

de la línea de tendencia de aguas subterráneas (Tabla 13, letra b), la que sigue

cierto grado de paralelismo con la línea meteórica local.



82



Figura 41: Resultados señal isotópica en agua subterránea. Agua subterránea;

- - - - LML; GMWL; Línea de regresión.

E1

P8P9

P7

P6P3

L4G3

L6

E6

L8L10

L2

P1

‐7,5

H3

P4

‐90

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

‐10 ‐5

δ2H(‰

)

δ18O (‰)

3

2

1

Finalmente, es importante señalar que tanto aguas superficiales como aguas

subterráneas presentan señales isotópicas similares, lo que probablemente sería

un indicador de que se encuentran mezcladas. Esto denotaría una estrecha

relación entre estas, y cierto grado de interacción.

4.3.2 Análisis Particulares

4.3.2.1 Razón δ 2H / δ18O

En aguas superficiales, la razón 2H/18O presentó un valor entre 7,5 y 8,5 (Fig. 42).

Se observa que se distingue la formación de cuatro grupos. El primero con una

razón aproximada de 8,5, que corresponde a los puntos G1 (aguas abajo embalse

La Paloma), G2 (Río Grande en El Guindo) y H1 (embalse Recoleta), puntos

ubicados inmediatamente aguas abajo del embalse La Paloma y del embalse

Recoleta respectivamente. El segundo grupo está constituido por las aguas del


83

Estero El Ingenio y Río Limarí, alcanzan una razón de valor 8, es decir, son aguas

que han continuado estando sometidas a un proceso de evaporación, motivo por

el cual la razón 2H/18O disminuye, lo que quiere decir a su vez que se pierde con

mayor facilidad 2H que 18O. Las muestras del Río Limarí, hacia el final de la zona

de estudio (L7, L9), conforman el tercer grupo, muestran un nivel levemente mayor

que las del segundo grupo. Esto podría deberse al aporte de aguas subterráneas

que no han estado sometidas a los procesos de evaporación. Finalmente, un

cuarto grupo formado por las aguas del Estero Punitaqui.

7,0

8,0

9,0


Razón

2 H/1

8 O

Puntos

1 3

2

4

Figura 42: Razón 2H/18O en agua superficial. Punto de muestreo.

La razón de 2H/18O en aguas subterráneas (Fig. 43), resultó ser casi constante en

la mayoría de los puntos, alcanzando un valor cercano a 8. Esto coincide con la

tendencia de los diferentes puntos en la gráfica de 2H versus 18O (Fig. 39).

También, es similar a la razón encontrada en las aguas superficiales, lo que puede

indicar que estas aguas están relacionadas, indicando que hay cierta interacción

entre ambas. La excepción la constituye los puntos de Rinconada Punitaqui, que

presentan una razón cercana a 6, que representaría la señal isotópica de la lluvia

que cae en el lugar y que infiltra inmediatamente, sin evaporarse. Lo que

podríamos concluir es que en los otros puntos de agua subterránea la razón



84

encontrada, en torno a 8, puede tener directa relación con los embalses, que

tienen señal isotópica de las precipitaciones caídas aguas arriba de éstos y los

procesos de evaporación ya comentados.

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0


Razón

2 H/1

8 O

Puntos

Figura 43: Razón 2H/18O en agua subterránea. Punto de muestreo.

4.3.2.2 Relaciones Valor- δ /Altura, aguas superficiales

Para el caso de las aguas superficiales, podemos encontrar una relación existente

entre la altura del punto de muestreo (río) y su señal isotópica, tanto para 18O

como para 2H. Esto se muestra en las Figuras 44 y 45.

Se observa que en aguas superficiales, el 18O presenta la misma tendencia que el 2H, es decir, presentan señales isotópicas enriquecidas en los puntos

muestreados en los embalses o cercanos a ellos. Esto asociado a las

evaporaciones que ocurren ahí. El proceso de evaporación continúa en la medida

que el agua fluye por los ríos y esteros, y es así como las señales isotópicas

aumentan (se hacen menos negativas) en el sentido del flujo.



85

G1G2

H1

H2

L1

L3L5

E2E3

E4E5L7L9

P2

P5

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 100 200 300 400

δ2H (‰

)

Altura m.s.n.m.

Figura 44: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de 2H en agua

superficial. Punto de muestreo; Línea de regresión (δ2H = -0,1A – 50,8); R2=0,44;

A: altura (m.s.n.m.).

G1G2

H1

H2

L1

L3L5

E2

E3

E4E5L7

L9

P2

P5

‐10

‐9

‐8

‐7

‐6

‐5

0 100 200 300 400

δ18 O

(‰)

Altura m.s.n.m.

Figura 45: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de 18O en agua

superficial. Punto de muestreo; Línea de regresión (δ2H = -0,01A – 6,4);

R2= 0,36; A: altura (m.s.n.m.).



86

4.3.2.3 Relaciones Valor- δ /Profundidad, aguas subterráneas

Por otro lado, para el caso de las aguas subterráneas se presenta a continuación

la relación entre la señal isotópica y la cota superficial en que se encuentra

ubicado cada punto muestreado (Fig. 46 y 47).

En una primera instancia, se puede observar cierta relación, a excepción de los

puntos P7, P8 y P9, no se puede llegar a establecer con claridad un resultado. De

todas formas, como ya ha sido comentado, estos puntos representan una

situación local particular. Es por eso que para evaluar ambas relaciones, tanto de

deuterio como de oxígeno 18, se excluyeron éstos tres puntos.

En ambas relaciones, se observaron ciertas similitudes con las encontradas en

aguas superficiales, es decir, una relación entre cota superficial y señal isotópica.

Cabe señalar además, que esta similitud entre aguas superficiales y subterráneas

nos podría indicar un grado de interacción entre estas.

En relación a los puntos pertenecientes a Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9) se

vuelve a corroborar lo mencionado anteriormente, que posiblemente son aguas

con recarga directa de precipitaciones, por su señal isotópica poco fraccionada

(señal isotópica similar a la precipitación).



87

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8

L10

P1P3

P4

P6P7 P8

P9

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 100 200 300 400 500 600

δ2H(‰

)

Cota superficial m.s.n.m.

A

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8

L10

P1P3

P4

P6

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 50 100 150 200 250 300 350 400

δ2H (‰

)


B

Figura 46: 2H en agua subterránea (Panel A). 2H en agua subterránea con exclusión de

los puntos P7, P8 y P9 (Panel B). Punto de muestreo; Línea de regresión

(δ2H = -0,05C – 48,7); R2= 0,29; C: cota superficial (m.s.n.m.).



88

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8

L10 P1

P3

P4

P6

P7 P8

P9

‐10

‐9

‐8

‐7

‐6

‐5

0 100 200 300 400 500 600

δ18 O

(‰)


A

G3

H3

L2

L4L6

E1E6L8L10

P1

P3

P4

P6

‐10

‐9

‐8

‐7

‐6

‐5

0 100 200 300 400

δ18 O

(‰)


B

Figura 47: 18O en agua subterránea (Panel A). 18O en agua subterránea con exclusión de

los puntos P7, P8 y P9 (Panel B). Punto de muestreo; Línea de regresión

(δ2H = -0,01 C – 5,9); R2= 0,41; C: cota superficial (m.s.n.m.).

Con respecto a la relación entre la profundidad del pozo de muestreo (Fig. 48 y

49) con las señales isotópicas, no se puede observar una relación.



89

G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8 L10

P1P3

P4

P6

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 20 40 60 80 100 120 140

δ2H (‰

)

Profundidad del Pozo m

A



G3

H3

L2

L4L6

E1E6

L8 L10

P1P3

P6

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 10 20 30 40 50 60

δ2H (‰

)


B

Figura 48: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo.

Panel A: δ2H versus profundidad del pozo (m). Panel B: δ2H versus profundidad del pozo

(m) con exclusión de punto P4 (APR Los Nogales). Punto de muestreo.


90

G3

H3

L2

L4 L6E1E6

L8 L10

P1

P3

P4

P6

‐10

‐9

‐8

‐7

‐6

‐5

0 20 40 60 80 100 120 140

δ18 O

(‰)


A



G3

H3

L2

L4 L6E1E6

L8 L10

P1

P3

P6

‐10

‐9

‐8

‐7

‐6

‐5

0 10 20 30 40 50 6

δ18 O

(‰)


0

B

Figura 49: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo.

Panel A: δ18O versus profundidad del pozo (m). Panel B: δ18O versus profundidad del pozo

(m) con exclusión de punto P4 (APR Los Nogales). Punto de muestreo.

Con respecto a la relación entre la profundidad de la bomba y de la zona de

exploración (Fig. 50 y 51) con las señales isotópicas, se advierte cierta relación en

que a mayor profundidad de éstas, las señales son más negativas.


91



G3

H3

L2L4

L6

E1E6

L8L10P1

P3

P4

P6

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 10 20 30 40 50 60 70

δ2H (‰

)

Profundidad de la bomba m

A

G3

H3

L2 L4

L6

E1E6L8

L10P1

P3P6

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 5 10 15 20 25 30

δ2H (‰

)


B

Figura 50: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la

bomba. Panel A: δ2H versus profundidad de la bomba (m). Panel B: δ2H versus

profundidad de la bomba (m) con exclusión de punto P4 (APR Los Nogales). Profundidad

de la bomba ( ) - zona ranurada (Criba; ). Línea de regresión (δ2H = -0,6 P – 52,1);

R2= 0,26; P: profundidad de la bomba (m).


92



G3

H3

L2

L4L6E1E6

L8L10P1

P3

P4

P6

‐10,0

‐9,0

‐8,0

‐7,0

‐6,0

‐5,0

0 20 40 60 8

δ18 O

(‰)


0

A

G3

H3

L2

L4L6E1E6

L8L10P1

P3 P6

‐10

‐9

‐8

‐7

‐6

‐5

0 5 10 15 20 25 30

δ18 O

(‰)


B

Figura 51: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la

bomba. Panel A: δ18O versus profundidad de la bomba (m). Panel B: δ18O versus

profundidad de la bomba (m) con exclusión de punto P4 (APR Los Nogales). Profundidad

de la bomba ( ) - zona ranurada (Criba; ). Línea de regresión (δ2H = -0,07 P – 6,6);

R2= 0,25; P: profundidad de la bomba (m).

En general, se observa cierta tendencia de que las señales isotópicas tienden a

ser más negativas en zonas de mayor altitud (Fig. 46 y 47), y en las ubicaciones

de las bombas de pozos de muestreo que están a mayor profundidad (Fig. 50 y

51).


93

4.4 ANÁLISIS QUÍMICO – ISOTÓPICO

A continuación se presenta un análisis que considera en forma simultánea la

aguas, buscando encontrar evidencias

complementarias del comportamiento del sistema bajo estudio.

n la Figura 52 se presenta la variación espacial de la concentración de cloruro y

hay una directa relación entre la

que en aguas

ndo las excepciones mencionadas,

lo que nos puede indicar que hay cierto grado de interacción.

información química e isotópica de las

4.4.1 Análisis Gráfico Simple, variación espacial.

E2H en aguas superficiales. Se puede observar que

concentración de cloruro y los valores de deuterio, es decir, que a medida que

avanzamos en dirección del flujo, aumenta la concentración y a su vez los valores

de deuterio se hacen menos negativos. Lo mismo se advierte con la señal

isotópica de 18O y las concentraciones de cloruro (Fig. 53). En ambas la excepción

la constituye Río Hurtado en Villaseca (H2), que presenta una relación inversa, lo

que podría deberse probablemente a que estas aguas son recargadas por

afloramientos que vienen de sectores más altos en dicha cuenca.

En aguas subterráneas (Fig. 54 y 55) se advierte cierta relación entre las

concentraciones de cloruro y los isótopos estables, al igual

superficiales. La excepción la constituyen APR Villaseca (H3), APR Graneros (P1)

y APR Los Nogales (P4), con relaciones totalmente inversas, en que 2H y 18O

están empobrecidos. Probablemente, en relación a H3, esto puede deberse a su

interacción con H2 (Río Hurtado en Villaseca), debido a la similaridad de sus

señales isotópicas. Respecto a P1 y P4, tiene señales isotópicas muy cercanas a

las obtenidas en G1 (Río Grande aguas abajo embalse La Paloma), esto podría

estar indicando la influencia del agua de riego en dicha zona que proviene del

embalse, la que infiltra y recarga estas aguas.

En general tanto en aguas superficiales como en subterráneas se advierte cierta

relación, y en ambas muy semejantes, incluye



94



Figura 52: Cloruro y δ2H agua superficial. Cloruro; δ2H.

Figura 53: Cloruro y δ18O agua superficial. Cloruro; δ18O.

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

100

1000

1

10

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

δ2H (‰

)

Cl m

g/L

Puntos

H2

‐10,0

‐7,5

‐5,0

1

10

100

1000

G1 G2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5δ1

8 O (‰

)

Cl m

g/L

Puntos

H1 H2


95

‐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

δ2H (‰

)

Cl m

g/L

Puntos

Figura 54: Cloruro y δ2H agua subterránea. Cloruro; δ2H.



Figura 55: Cloruro y δ18O agua subterránea. Cloruro; δ18O.

A continuación se muestra una comparación gráfica para establecer una relación

entre cloruro tanto con 2H como con 18O.

En relación a las aguas superficiales (Fig. 56, paneles A y B), tanto para 2H y 18O,

observamos tres agrupaciones. El primer grupo, conformado por las aguas del Río

Grande (G1 y G2), Río Hurtado (H1 y H2), Estero El Ingenio en su parte inicial (E2

‐10,0

‐7,5

‐5,0

1

10

100

1000

G3

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

δ18 O

(‰)

Cl m

g/L

Puntos


96

y E3), Río Limarí en Los Peñones (L1), La Chimba (L3) y en cruce San Julián con

El Trapiche (L5), presentan una baja concentración de cloruro, aproximadamente

entre 10 – 200 mg/L y empobrecimiento tanto de deuterio como de oxígeno 18,

señales isotópicas propias de aguas recargadas a mayor altitud. Luego, se

destaca en segundo lugar la muestra perteneciente a Estero Punitaqui en

Camarico (P2), que presenta una concentración media de cloruro, 193 mg/L, y

presenta señales isotópicas menos empobrecidas. Y finalmente, una tercera

agrupación con las aguas de las partes bajas del Estero El Ingenio (E5 y E4) y del

Río Limarí (L7 y L9), y muestras del Estero Punitaqui (P5), con altas

concentraciones de cloruro, entre 300 a 500 mg/L y señales isotópicas

intermedias.

Respecto a las aguas subterráneas (Fig. 56, paneles C y D), es posible observar

también cuatro agrupaciones. El primer grupo está compuesto por las muestras

tomadas en los pozos APR El Guindo (G3), Villaseca (H3), Estación Recoleta

(E1), Limarí (L4), y el pozo perteneciente a Aguas del Valle (L4), estos siguen la

misma tendencia de la primera agrupación formada en aguas superficiales (pozos

contiguos), las cuales también presentan bajas concentraciones de cloruro,

10 – 100 mg/L, y están empobrecidos en deuterio y oxígeno 18, lo que nos puede

indicar 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), aguas con

bajas concentraciones de cloruro, 30 – 60 mg/L, y enriquecidas tanto en 2H como

en 18O, lo que nos puede indicar que son aguas con recarga local,

específicamente por precipitaciones, confirmándonos lo analizado en relaciones

antes vistas. Finalmente, un tercer y cuarto grupo, está conformado por las

muestras tomadas en los pozos contiguos a las muestras de aguas superficiales

de la tercera agrupación nombrada en el párrafo anterior, las que presentan altas

concentraciones de cloruro, 200 – 800 mg/L, y están levemente empobrecidos en

deuterio. Éstas son aguas altamente salinas y con recarga esporádica de aguas

superficiales (Baskaran et al., 2009).



97

Debido a la similitud de las agrupaciones tanto en aguas superficiales como

subterráneas, indica una clara tendencia de una posible interacción entre éstas.

A modo complementario se muestra una comparación gráfica de la relación entre

sulfato tanto con 2H como con 18O, en aguas superficiales y aguas subterráneas,

con el fin de tener una herramienta más para establecer cierto grado de

interacción entre ambas. 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. 57, paneles A y B).

En aguas superficiales (Fig. 58, paneles A y B), al igual que en la gráfica de

cloruro, se observan las mismas tres agrupaciones, cada una con los mismos

puntos muestreados. El primer grupo, presenta bajas concentraciones de sulfato,

50 – 200 mg/L, y gran empobrecimiento de 2H y 18O. El segundo grupo, presenta

una concentración media de sulfato, 171 mg/L, con señales isotópicas menos

empobrecidas. Finalmente, el tercer grupo, presenta altas concentraciones de

SO4, 250 – 530 mg/L, con rangos de -60 a -45 ‰ y de -7,5 a -5,5 ‰ para deuterio

y oxígeno 18 respectivamente.

En aguas subterráneas (Fig. 58, paneles C y D), se observan cuatro agrupaciones,

igual a lo observado en las gráficas de cloruro (Fig. 56, paneles C y D). La primera

agrupación, conformada por los puntos de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9),

con bajas concentraciones de sulfato, 10 – 30 mg/L, y enriquecido en isótopos

estables. Un segundo grupo, incorpora las muestras de APR El Trapiche (E6) y

APR San Julián (L6), muestras ubicadas en la confluencia del Río Limarí con el

Estero El Ingenio, las cuales presentan concentraciones medias de sulfato de

aproximadamente 250 mg/L, y de señal isotópica levemente empobrecida. Luego,

la tercera agrupación, con los puntos L8, L10 y P4, que presentan una

concentración de sulfato entre 320 – 370 mg/L, y una señal isotópica levemente

empobrecida. Finalmente, la cuarta agrupación, conformada por las muestras



98



restantes, presenta una concentración de sulfato entre 100 – 200 mg/L, y una

señal isotópica muy dispersa entre estas.

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, se

advierte cierta relación en las agrupaciones encontradas. En general, con esta

similitud en la formación de las agrupaciones es posible inferir que podría haber

cierto grado de interacción entre aguas superficiales y subterráneas.

99

BA

“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea poco profunda en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí, a través

Figura 56: Relación cloruro e isótopos estables. Paneles A y B: aguas superficiales. Paneles C y D: aguas subterráneas.

Punto de muestreo.

C D

232 1

1

3

22 3

34

4

1 1

del uso de Herramientas Hidroquímicas e Isotópicas” Elizabeth Andrea Jofré Sapiain/2011

100

G1

G2

H1

H2

L1L3

L5

E2 E3

E4E5L7

L9

P2P5

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

0 200 400 600 800 1000

δ2H (‰

)

SO4 mg/L

G1

G2

H1

H2

L1L3

L5

E2E3

E4E5

L7

L9

P2 P5

‐10,0

‐9,0

‐8,0

‐7,0

‐6,0

‐5,0

0 200 400 600 800 1000

δ18 O

(‰)

SO4 mg/L

Figura 57: Relación Sulfato e isótopos estables en aguas superficiales. Panel A: Sulfato

versus 2H. Panel B: Sulfato versus 18O. Punto de muestreo.



101

G1

G2

H1

H2

L1L3

L5

E2

E4E5L7

L9

P2P5

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

0 200 400 600

δ2H (‰

)

SO4 mg/L

G1

G2

H1

H2

L1L3

L5

E2

E4E5L7

L9

P2 P5

‐10,0

‐9,0

‐8,0

‐7,0

‐6,0

‐5,0

0 200 400 600

δ18 O

(‰)

SO4 mg/L

3

2A B

3

2 1

1

G3H3L2

L4L6

E1E6

L8L10

P1

P3

P4P6

P7

P8

P9

‐80

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

0 200 400 600

δ2H (‰

)

SO4 mg/L

G3H3L2

L4L6

E1

E6L8

Figura 58: Relación sulfato e isótopos estables. Paneles A y B: aguas superficiales. Paneles C y D: aguas subterráneas.

Punto de muestreo.

L10

P4P1

P7

P8P9

P3

P6

‐10,0

‐9,0

‐8,0

‐7,0

‐6,0

‐5,0

0 200 400 600

δ18 O

(‰)

SO4 mg/L

3

2

1 4 D1

32

4 C



102

4.4.2 Análisis Isotopía Radioactiva

De acuerdo a los resultados obtenidos 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. Se pudo observar, 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 nos puede llevar a deducir que los valores encontrados en aguas

superficiales están 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. En el Anexo B se incluyen los resultados obtenidos

en cada punto de muestreo. Los resultados generales obtenidos considerando su

ubicación espacial, se muestran en la Figura 59. Para la definición de las clases

(intervalos) utilizados en la elaboración del mapa se consideró una escala

logarítmica en función del rango (valor mínimo y máximo) encontrado (más

detalles en Anexo I).

Para una mejor interpretación de los valores obtenidos, se comparó con aquellos

valores descritos en la Tabla 14, información recolectada de varios estudios en

los que se investigó la interacción agua superficial/agua subterránea usando dicho

radioisótopo. Al comparar los diferentes valores, se pudo establecer que no existe

un rango específico de actividad de 222Rn para hacer una diferencia exacta entre

aguas superficiales y subterráneas. Lo que sí se puede establecer, es que las

diferencias de actividad del Radón 222 se pueden interpretar en términos de que

la magnitud de éste en los ríos es mucho menor que en aguas subterráneas.

De acuerdo a los resultados, podemos señalar que los valores más bajos se

encuentran en las muestras tomadas en los embalses o en los ríos, lo que



103

confirma 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), 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.

Tabla 14: Actividad de 222Rn (Bq/m3) determinadas en aguas superficiales y aguas

subterráneas obtenidas en diferentes estudios.

Agua Superficial Agua Subterránea

Hoehn y von Gunten (1989) 100 - 400 13.000 – 21.000

Bertin et al. (1994) 333 – 3.330 55.500 – 82.000

Wu et al. (2004) 900 – 5.900 9.420 – 22.600

Green y Stewart (2008) 100 – 3.700 100.000

Stellato et al. (2008) 100 – 3.500 4.000 – 15.100

Baskaran et al. (2009) 110 - 390 6.900 – 61.200

Este trabajo 120 – 6.900 980 – 88.000

En un estudio realizado por Baskaran et al. (2009), se logró establecer que

mediante el uso de perfiles longitudinales se puede establecer una mejor

interpretación de la interacción entre agua superficial y subterránea basados en el

uso de 222Rn. Así, una tendencia suave de la curva o ausencia de “peak” indicaría

una infiltración del río hacia el acuífero o nula interacción. Al contrario, si la gráfica

indica una curva muy marcada o con un “peak” muy pronunciado, quiere decir que

hay una exfiltración (aporte de agua subterránea al flujo superficial). Este tipo de

análisis se presenta a continuación para segmentos (tramos) específicos del área

de estudio.



104

Figura 59: Valores de Rn222 (Bq/m3) determinados en muestras obtenidas en aguas

superficiales y aguas subterráneas en la cuenca del Río Limarí.

a) Segmento Río Limarí

De acuerdo a la Figura 60, entre los puntos L1 (Río Limarí en Los Peñones) y L5

(Río Limarí en cruce San Julián con El Trapiche) se advierten bajos valores en su

actividad. Sí, se observa un incremento de la curva en el punto L7 (Río Limarí en

cruce Los Aromos) con un valor de 1.941 Bq/m3, lo que puede llevar a deducir que

el aporte de aguas subterráneas se vería confirmado por la actividad detectada en

el punto L8 (APR Cerrillos de Tamaya, 5.650 Bq/m3).



105

L1

L3

L5

L7

L9

0

500

1000

1500

2000

0 10 20 30 4

222 Rn (Bq/m

3 )

Distancia Aguas abajo (Km)

0

Figura 60: Variación de la actividad de Rn222 en el segmento longitudinal del Río Limarí.

Punto de muestreo.

b) Segmento Estero El Ingenio – Río Limarí

En la Figura 61, se observa que el punto E2 (Estero El Ingenio en Lagunillas)

presenta un “peak” de un valor aproximado de 7.000 Bq/m3, lo que indicaría una

exfiltración desde el acuífero del lugar (considerando que en el cercano pozo APR

Recoleta, E1, la actividad de 222Rn alcanzó los 24.987 Bq/m3). A medida que

avanzamos aguas abajo hay un descenso en la actividad del estero, debido al

intercambio gaseoso con la atmósfera, lo que implicaría que no existen nuevos

aportes importantes de aguas subterráneas. Luego, en el punto E5 (Estero El

Ingenio en Cruce El Trapiche) vuelve a sufrir una leve variación, probablemente

por un aporte desde el acuífero (inferido a partir de la actividad de 222Rn detectada

en el punto E6, APR El Trapiche) hacia el estero. Esto se mantiene en L7 (Río

Limarí en cruce Los Aromos) y L9 (Río Limarí en Barraza), de todas formas el

incremento en la actividad de 222Rn es moderado.



106

E2

E3

E4

E5

L7

L9

100

1000

10000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

222 Rn (Bq/m

3 )


Figura 61: Variación de la actividad de 222Rn en el segmento longitudinal del Estero El

Ingenio - Río Limarí. Punto de muestreo.

c) Segmento Río Hurtado – Río Limarí

En la Figura 62, se observa los bajos valores obtenidos en H1, correspondiente al

embalse Recoleta, confirmando que el Radón 222 en aguas superficiales y

embalses se pierde con gran facilidad. Luego, en el punto H2 (Río Hurtado en

Villaseca) hay un gran aumento en la curva (“peak”) lo que puede indicar un aporte

de agua subterránea desde el acuífero, dada la lectura obtenida de la muestra del

punto H3 (APR Villaseca). A medida que avanzamos aguas abajo, la actividad de

Radón 222 sufre un descenso, por efecto de la mezcla de aguas, en el punto L1

(Río Limarí en Los Peñones), punto de confluencia con el Río Limarí. En el punto

L7 (cruce Los Aromos) ocurre un “peak”, como ya se ha discutido en los 2 casos

anteriores.



107

H1

H2

L1

L3

L5

L7

L9

0

1000

2000

3000

0 10 20 30 40 50 6

222 Rn (Bq/m

3 )


0

Figura 62: Variación de la actividad de 222Rn en el segmento longitudinal del Río Hurtado -

Río Limarí. Punto de muestreo.

Así, de acuerdo sólo al uso de 222Rn, se podría inferir que existe un aporte de

aguas subterráneas hacia el cauce superficial en las zonas de Río Limarí en cruce

Los Aromos (L7), Estero El Ingenio en Lagunillas (E2) y Río Hurtado en Villaseca

(H2). En cambio, en los sectores de Río Limarí en La Chimba (L3), cruce San

Julián con El Trapiche (L5), Barraza (L9) y Estero El Ingenio en badén (E4), podría

estar ocurriendo una de dos situaciones: a) baja interacción entre aguas

superficiales y subterráneas; b) es el río quien le estaría entregando agua al

acuífero.

Cabe señalar, que el análisis realizado para conocer la actividad del radioisótopo

Radón 222 en la zona de estudio enmarcada en ésta memoria, se hizo con las

muestras tomadas en la segunda campaña. Esto será de todas formas abordado

en mayor profundidad en otra memoria de Ingeniería Civil Ambiental en desarrollo.



108

4.4.3 Estimación de la Tasa de Recarga en aguas subterráneas.

Finalmente, se presenta a continuación la estimación de la tasa de recarga en

aguas subterráneas utilizando el método de balance de masa de cloruro

(Tabla 15).

Para esto, como se dijo anteriormente, se utilizaron muestras de agua de las

precipitaciones, tomadas de los colectores ubicados en dos estaciones a lo largo

de la zona de estudio: La Paloma y Carretera.

En general, los rangos en que fluctúa la tasa de recarga es de 0,6 – 11,2 mm/año

para el año 2009, y de 0,6 – 10,2 mm/año para el año 2010. Como se puede

observar, la variación no es considerable de un año para otro, lo que nos indicaría

cierta estabilidad en las concentraciones de cloruro.

En relación a los promedios de la tasa de recarga en el inicio del área de estudio

son de 6,4 – 6,8 mm/año los que representan un 4,9 – 6,5% de las precipitaciones;

en la parte media 2,2 – 2,4 mm/año con un porcentaje de 1,8 – 2,8%, y en la parte

final el promedio fluctúa entre un 4,5 – 4,6 mm/año representando un 3,7 – 5,2%

de las precipitaciones, para el año 2009 y 2010 respectivamente.

Sabiendo que la fuente más importante de cloruro en las aguas subterráneas son

las precipitaciones, podríamos inferir que en la parte inicial del área de estudio,

compuesta por los puntos G3, H3 y E1, su mayor tasa de recarga es aportada por

precipitaciones. Lo mismo ocurriría en la parte media de la cuenca (L2 y L4). En

los sectores de APR El Trapiche (E6), APR San Julián (L6), y en la parte baja de

la cuenca, conformada por las muestras tomadas tanto en el Estero Punitaqui

(P1 – P6), y Rinconada de Punitaqui (P7 – P9), se observa una variación espacial,

especialmente con los puntos de Rinconada de Punitaqui, los cuales presentan

una menor tasa de recarga por precipitación atmosférica en comparación con los

demás puntos.



109

Tabla 15: Estimación tasa de recarga en aguas subterráneas.

Sector Punto Tasa Recarga mm/año Promedio

por zona

2009 2010 2009 2010

APR El Guindo G3 10,2 9,6 6,8 6,4 APR Villaseca H3 6,7 6,3

APR Estación Recoleta E1 3,4 3,2 Aguas del Valle Ovalle L2 7,7 7,1

4,0 3,7 APR Limarí L4 5,8 5,3

APR San Julián L6 1,3 1,2 APR El Trapiche E6 1,2 1,1

APR Cerrillos Tamaya L8 0,6 0,6 0,7 0,7

APR Barraza L10 0,9 0,9 APR Graneros P1 2,1 2,0

1,6 1,5 APR Camarico Chico P3 1,9 1,7

APR Los Nogales P4 1,1 1,0 APR Chalinga P6 1,3 1,2

Rinconada Punitaqui P7 8,3 7,6 7,5 7,5 Rinconada Punitaqui P8 5,2 4,8

Rinconada Punitaqui P9 11,2 10,2 Promedio 4,3 4,0 Mínimo 0,6 0,6 Máximo 11,2 10,2

Desviación Estándar 3,6 3,3



110

4.5 Análisis Multivariado

4.5.1 Análisis de Cluster

De acuerdo al criterio de Sneath, se identificaron dos grupos principales, G1 y G2.

Luego, para un análisis más detallado, se subdividió arbitrariamente los grupos 1 y

2. En la Figura 63 se muestra el Dendograma que agrupa las muestras de aguas

superficiales y subterráneas. En el anexo D se muestra un output completo

entregado por el programa Minitab 16.

P6P3P4P5P2L1

0L8L6E6L5L9L7E5E4E3P8P9P7P1L4E1E2L2H2H1H3G3L3L1G2G1

42.55

28.37

14.18

0.00

Muestras de agua

Dist

anci

a

G1.1G1.2

G1.3G2.1

G2.2

G1 G2

Figura 63: Dendograma grupos subdivididos.



Los subgrupos 1.1 y 1.3 están compuestos sólo por aguas superficiales y

subterráneas respectivamente. Los subgrupos restantes (1.2, 2.1 y 2.2) por una

combinación de ambas. La Figura 64 muestra los porcentajes de muestras de

agua superficial y subterránea en cada grupo. Se destaca que al realizar el

análisis de cluster usando Q-mode, fue posible agrupar las muestras según


111

car

me

racterísticas

ezclas tanto

s similares

o de aguas

entre sí, e

superficiale

es por eso

es y subterr

que se pue

ráneas, o p

eden obser

por separad

rvar grupos

do.

s con

0%

20%

40%

60%

80%

100%

“Ca

F

A c

cad

Grupos

G 1.1

G 1.2

G 1.3

G 2.1

G 2.2

N: N


Figura 64: Po

continuació

da subgrup

Tabla 1

N DO pH

mg/L u

4 9,7 8,0 4

9 5,0 7,4 7

3 7,3 7,5 5

10 8,3 7,8 2

5 6,6 7,9 1

Número de m


orcentaje de

ón se analiz

o identifica

16: Promedi

CE TDS Ca

uS/cm mg/L mg/

456,0 255,9 49,

780,8 444,1 77,

581,0 316,2 33,

242,0 1303,2 185

758,8 986,7 120

muestras en ca

%

%

%

%

%

%

G 1.1 G 1.2

cción agua sumarí, a través

Elizabeth A

e muestras d

za las com

ado (Tabla 1

os de parám

a Mg Na

/L mg/L mg/L

3 13,1 36,8

6 25,7 62,9

5 25,3 48,4

5,6 76,8 236,8

0,5 64,3 199,0

ada grupo.

Agua supe

perficial/aguadel uso de H

Andrea Jofré

de agua supe

mposiciones

16).

metros quími

K Sr HCO3

mg/L mg/L mg/L

2,1 0,2 170,3

3,0 0,3 276,9

2,5 0,1 200,3

6,7 1,0 323,7

4,7 1,0 350,6

G 1.3

Grupo

erficial Ag

a subterráneaerramientas HSapiain/2011

erficial y sub

s químicas

icos e isótop

3 Cl SO4

mg/L mg/L

3 18,3 61,6

9 53,8 126,8

3 45,1 21,4

7 380,8 379,6

6 260,6 219,8

3 G 2

os

gua subterráne

a poco profunHidroquímica

bterránea pa

e isotópica

pos para cad

N-NO3 F CaC

mg/L mg/L mg

0,7 0,2 175

2,5 0,2 298

7,9 0,1 188

1,9 0,4 777

4,6 0,0 565

.1 G 2

a

da en la partes e Isotópicas

ara cada gru

as promedi

da grupo.

CO3 B Si

g/L mg/L mg/L

5,0 0,1 6,2

8,8 0,2 10,9

8,0 0,1 20,6

7,8 0,3 9,3

5,6 0,1 11,7

2.2

po.

io de

δ2H δ18O

‰ ‰

-61,6 -7,5

-65,4 -8,2

-35,3 -5,9

-58,8 -7,2

-47,6 -6,2

e baja s”

112

Grupo 1 (G1)

En este grupo se encuentran muestras de agua superficial y subterránea. Mostró

la mayor diferenciación de clusters, ya que formó grupos con una clasificación muy

específica. Se distinguieron 3 subgrupos.

Grupo 1.1 (G 1.1)

Este subgrupo está conformado en su totalidad por aguas superficiales. Con sólo

4 muestras de toda la cuenca, pertenecientes al Río Grande y los dos primeros

puntos del Río Limarí (Los Peñones y La Chimba). Dentro del grupo, presentó las

más bajas concentraciones de CE, TDS, Mg, Na, K, Cl, Si y N-NO3. Presenta el

valor de pH y DO más alto de toda la cuenca. Dentro del análisis de cluster, el

subgrupo muestra una concordancia espacial al interior de la cuenca. De acuerdo

al diagrama de Piper la muestra de este subgrupo es del tipo bicarbonatada

cálcica (Ca(HCO3)2).

Grupo 1.2 (G 1.2)

Este subgrupo está compuesto por las muestras de los APRs ubicados en la

subcuenca de los Ríos Grande, Hurtado y Limarí, a excepción de APR Graneros

(P1) que pertenece al Estero Punitaqui; y, por las muestras de agua superficial

tomadas en el embalse Recoleta (H1) y Lagunillas (E2). Presenta altos valores de

SO4, HCO3, K, Ca, Na, TDS y CE; además, tiene las más bajas concentraciones

de DO en toda la cuenca. Hay concordancia espacial de acuerdo a su clasificación

en el análisis de cluster. También confirma lo señalado en relaciones anteriores, la

importancia del agua de riego proveniente del embalse La Paloma sobre la

composición del agua en P1 (APR Graneros). De acuerdo al diagrama de Piper la

muestra de este subgrupo es del tipo bicarbonatada cálcica (Ca(HCO3)2).



113

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 Ca, Mg, Sr,

SO4, F y B. También, presenta las mayores concentraciones de N-NO3 y Si.

Respecto a su clasificación en el análisis de cluster, hay concordancia espacial.

De acuerdo al diagrama de Piper la muestra de este subgrupo es del tipo

bicarbonatada cálcica (Ca(HCO3)2).

Grupo 2 (G2)

En este grupo se encuentran muestras tanto de aguas superficiales como

subterráneas. Este grupo presentó las mayores concentraciones en casi todos los

parámetros. En él se distinguieron 2 subgrupos.

Grupo 2.1 (G 2.1)

En este subgrupo, clasificaron las aguas del Estero El Ingenio, desde cruce

Talhuén, pasando el lugar de confluencia del Río Limarí, hasta el punto L10 (APR

Barraza). Este subgrupo presentó las mayores concentraciones de CE de toda la

cuenca, así como la de TDS, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4, dureza total, B y Sr. De

acuerdo a las altas concentraciones que presenta, probablemente se puede deber

por la actividad minera y agrícola desarrollada en la zona, confirmando la gran

influencia de estas actividades en la composición hacia aguas abajo. Presenta

además un alto pH, y por ende una alta concentración de HCO3. Respecto a su

clasificación en el análisis de cluster, hay concordancia espacial. De acuerdo al

diagrama de Piper la muestra de este subgrupo es del tipo clorurada cálcica

(CaCl2).



114

Grupo 2.2 (G 2.2)

En este subgrupo, están las muestras de agua superficial y subterránea tomadas a

lo largo del Estero Punitaqui, con excepción del punto APR Graneros (P1) que

clasificó en el subgrupo G1.2. Estas muestras, presentaron las más altas

concentraciones de HCO3. Presentaron características paramétricas muy similares

al subgrupo G2.1, con altos valores de CE, TDS, Ca, Mg, Na, Cl, SO4 y dureza

total. Hay concordancia espacial, puesto que coincide geográficamente. De

acuerdo al diagrama de Piper la muestra de este subgrupo es de tipo clorurada

cálcica (CaCl2).

En la Figura 65 se muestra un resumen de los promedios de las concentraciones

de los parámetros químicos y el pH para cada subgrupo.

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

G 1.1 G 1.2 G 1.3 G 2.1 G 2.2

Unida

d pH

Concen

tración mg/L

Clusters

DO

TDS

Ca

Mg

Na

K

Sr

HCO3

Cl

SO4

NO3

F

CaCO3

B

Si

pH

Figura 65: Promedios de las concentraciones de los parámetros químicos y el pH para

cada grupo.



115

El diagrama de Piper (Fig. 66), se realizó utilizando la Tabla 15. En él se observa

claramente la división resultante en el análisis de cluster. 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 del grupo

de aguas pertenecientes a las cloruradas cálcicas. Esto coincide con lo analizado

en el diagrama de Piper para el promedio de todos los puntos de muestreo

(Fig. 24).

20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%

60%

60%

80%

80%

80%

Mg

Ca

20%

20%

20%

40%

40%

40%

60%

60%

60%

80%

80%

80%

SO4

Cl

SO4 +

Cl Ca + M

g

Na + KHC

O 3 +

CO3

80%

80%

60%

60%

40%

40%

20%

20%

EE

E

MM

M

P

P

P

BB

B

J J

J

Figura 66: Diagrama de Piper para cluster. G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2

La Figura 67, muestra las razones isotópicas medias para cada subgrupo y su

lugar de ubicación respecto a la línea meteórica local (LML).



116

G1.1G1.2

G1.3

G2.1

G2.2

‐70

‐60

‐50

‐40

‐30

‐9 ‐8 ‐7 ‐6 ‐5

δ2H (‰

)

δ18O (‰)

Figura 67: Promedio de razones isotópicas para cada grupo. LML; Línea de

regresión (δ2H=12,1 δ18O + 30,7); R2= 0,90.

Las razones isotópicas para cada subgrupo muestran características homogéneas

y consistentes. Al igual que en la composición química, cada cluster presenta

señales isotópicas similares.

Finalmente, la Figura 68 presenta la distribución espacial de los diferentes grupos

o clusters obtenidos.

En general, podemos advertir cierta consistencia con la distribución espacial

obtenida en los diagramas de Stiff (Fig. 27). Se observa claramente la influencia

de las actividades de la Compañía minera 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 P2 – P6 del Estero Punitaqui, a

excepción de APR Graneros (P4) que clasificó en otro grupo. Otra agrupación

observada la constituyen las muestras tomadas aguas debajo de los embalses

hasta APR Limarí (L4), incluyendo el punto de P1 nombrado anteriormente, que su

composición está influenciada por las aguas provenientes del embalse La Paloma.

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


117

composición muy diferente al resto de las muestras tomadas en la zona de

estudio.



Figura 68: Distribución espacial de los distintos grupos en la cuenca.

Panulcillo


118

4.5.2 Análisis de Componentes Principales

El análisis de componentes principales se realizó con los datos químicos, no

considerando la información isotópica.

De acuerdo al criterio de Kaiser utilizado, se determinaron tres componentes

principales significativos, los que explican el 83% de la variabilidad de los datos.

En la Tabla 17 se muestra un resumen de los pesos otorgados a cada uno de los

parámetros en cada componente principal significativo. En la sección 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

explicada 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 DO 0,023 -0,243 0,624 pH 0,037 -0,339 0,519 CE 0,314 0,071 0,032

TDS 0,315 0,057 0,020

Ca 0,298 -0,116 -0,156

Mg 0,289 0,158 0,082

Na 0,300 0,102 0,140

K 0,286 -0,045 0,115

Sr 0,285 -0,122 -0,066

HCO3 0,233 0,192 -0,220

Cl 0,298 0,131 0,132

SO4 0,282 -0,169 -0,157

N-NO3 0,065 0,408 0,375 F 0,051 -0,360 -0,032

Dureza total 0,312 0,014 -0,061

B 0,217 -0,218 -0,122

Si -0,030 0,570 0,148

Valor Propio 9,858 2,408 1,844

Proporción 0,580 0,142 0,108

Acumulada 0,580 0,722 0,830



119

El primer componente principal (PC1) explica el 58% de la variabilidad total y

presenta las mayores correlaciones con la CE, TDS, Na y dureza total. El segundo

componente principal (PC2) explica el 14,2% de la variabilidad total, mostró una

alta correlación positiva con N-NO3 y Si, y negativa con el pH y F. El tercer

componente principal (PC3), explica el 10,8% de la variabilidad total y mostró las

mayores correlaciones con DO, pH y N-NO3.

En la Tabla 18 se 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 Minitab 16.

Tabla 18: Resumen de interpretación de los tres primeros componentes principales.

Componentes Principales Parámetros Interpretación Preliminar

PC1 CE, TDS, Na, dureza total Zonas de alteración hidrotermal

PC2 -pH, N-NO3, -F, Si Zonas de alteración hidrotermal, contaminación agrícola

PC3 DO, pH, N-NO3 Contaminación agrícola y doméstica

PC1 y PC2 contienen parámetros propios de zonas con procesos de alteración

hidrotermal. También, PC2 presenta una contaminación agrícola y/o doméstica,

esto explicado por la presencia de nitratos.

PC3 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. Naturalmente los nitratos se

correlacionan inversamente con el oxígeno disuelto (DO), y éste a su vez con el

pH. En esta oportunidad no ocurre lo mencionado, lo que no tiene una explicación

consistente para establecer una relación.

La Figura 69, muestra la distribución de los clusters en el espacio de componentes

principales. Se advierte que los clusters muestran una coherencia espacial en el



120

espacio de los componentes principales, y así se puede establecer un significado

estadístico e hidroquímico independiente. PC1, cuyos parámetros representativos

fueron CE, TDS, Na y dureza total, separa claramente los grupos G1 a la izquierda

y G2 a la derecha. Esto es muy consistente con lo observado en el análisis de

clusters, ya que G2 tiene los más altos valores de estos parámetros en toda la

cuenca, y G1, específicamente G1.1 y G1.3 los más bajos. En el eje de PC2,

cuyos parámetros fueron pH, N-NO3, F y Si, G1.3 y G2.2 quedaron ubicados en la

parte superior, G1.1 y G2.1 en la parte negativa del eje, y G1.2 en la zona central.

5.02.50.0-2.5-5.0

3

2

1

0

-1

-2

-3

Primer componente

Segu

ndo

com

pone

nte

G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2

Figura 69: Ubicación de los grupos obtenidos en el análisis de clusters según los

componentes principales.



121

5 CONCLUSIONES

Las cinco subcuencas consideradas en este estudio presentaron en general

composiciones diferentes en sus aguas. Los parámetros con mayor influencia

sobre las aguas en la parte baja de la cuenca del Limarí tanto en aguas

superficiales como en subterráneas fueron pH, CE, Ca, Mg, Na, Cl, SO4, HCO3,

N-NO3 y B.

De los parámetros nombrados anteriormente, las subcuencas del Río Grande y

Hurtado se caracterizaron por tener las concentraciones más bajas de toda la

cuenca. El Estero El Ingenio presentó las más altas concentraciones de SO4,

además de otros parámetros, probablemente por efecto de los lixiviados de la

Compañía Minera Panulcillo que han contaminado sus aguas. El Estero Punitaqui

presentó las más altas concentraciones de cloruro de toda la cuenca, esto

probablemente por efecto de estar próximo a la costa y la presencia de terrazas

salinas. Rinconada de Punitaqui, presentó los valores más altos en nitratos. No se

encontraron grandes concentraciones de metales a lo largo de la zona de estudio.

En general, aguas superficiales y subterráneas siguen una misma tendencia en

SO4, Cl y HCO3, con excepción de Rinconada de Punitaqui, lo que indica cierto

grado de interacción entre éstas. En la clasificación de las aguas según Piper, las

aguas superficiales y subterráneas del Río Limarí y Estero Punitaqui corresponden

a la misma clasificación de cloruradas cálcicas. Lo mismo ocurre en el Estero El

Ingenio, donde aguas de ambos niveles clasificaron dentro del tipo de las

sulfatadas cálcicas. El Río Grande, también presentó las mismas clasificaciones

como bicarbonatadas cálcicas, tanto aguas superficiales como subterráneas.

Estas similitudes en la clasificación apoyan la hipótesis de interacción entre aguas

superficiales y subterráneas. La excepción la constituye Río Hurtado que exhibe

una clasificación diferente en cada componente hidrológico, siendo sus aguas

superficiales bicarbonatadas cálcicas, y las del acuífero sulfatadas cálcicas.

En cuanto a los principales procesos y/o factores encontrados que determinan las

características químicas en la cuenca destaca: el efecto Panulcillo, debido a la



122

presencia de sus piscinas evaporadoras (sin revestimiento durante sus años de

funcionamiento). Ello ha permitido que soluciones con contenidos de sulfato

infiltren hacia las aguas del Estero El Ingenio, provocando una alteración

importante a lo largo de toda la cuenca.

Otro factor importante en la cuenca, es la influencia de las terrazas salinas, en la

composición de las aguas tanto del Estero El Ingenio, Estero Punitaqui y final de la

subcuenca del Río Limarí. Esto en directa relación con las altas concentraciones

salinas (Ca, Na, Cl, etc.) encontradas al final de la cuenca. También, estas altas

concentraciones pueden deberse a que en este lugar la cuenca se abre

considerablemente, provocando una evaporación de las aguas lo que favorece el

aumento de concentraciones de sales.

En relación a la isotopía, es importante señalar que tanto aguas superficiales

como aguas subterráneas presentaron señales isotópicas similares, lo que apoya

la hipótesis de su mezcla. Esto denotaría una estrecha relación entre éstas, y a su

vez una interacción. En general, se observó cierta tendencia de las señales

isotópicas a ser más negativas en zonas de mayor altitud y en los pozos cuyas

bombas o zonas de captación están a mayor profundidad.

En general, la señal isotópica a lo largo de la cuenca, es consistente con su origen

meteórico simple. Los patrones que controlan esta señal a lo largo de la cuenca

son las precipitaciones, en conjunto con los procesos evaporativos, que ocurren a

lo largo del flujo como en los embalses. Se verificó además el efecto de la altitud,

en que las aguas más empobrecidas en isótopos pesados están las subcuencas

de Río Hurtado y Río Grande, debido a que son alimentadas por aguas

recargadas a gran altitud y no por recargas directas desde los embalses o

precipitación local. Las más enriquecidas fueron las aguas del Estero Punitaqui y

Rinconada de Punitaqui por su cercanía a la costa y también por la ocurrencia en

forma rápida de infiltración luego de la precipitación. En general, aguas

superficiales y subterráneas no mostraron mayor variación en sus señales

isotópicas, lo que nos permitió establecer una posible interacción entre éstas.



123

En relación al Radón 222 se puede indicar que cada tipo, tanto aguas superficiales

como subterráneas, presentaron actividades de 222Rn características. Se pudo

observar, que las actividades de Radón 222 en el río son mucho menores que las

medidas en aguas subterráneas (pozos APR), el promedio obtenido en aguas

superficiales es aproximadamente 1.500 Bq/m3, y en aguas subterráneas de

16.000 Bq/m3. Los valores más bajos se encontraron en las muestras tomadas en

los embalses o en los ríos, lo que confirma que en aguas superficiales el Rn sufre

un decaimiento con facilidad por el intercambio gaseoso con la atmósfera. Por el

contrario, los mayores niveles se obtuvieron en los pozos (APRs). Se pudo inferir

además que existe un aporte de aguas subterráneas hacia el cauce superficial en

las zonas de Río Limarí (L7, cruce Los Aromos), Estero El Ingenio (E2,

Lagunillas) y Río Hurtado (H2, Villaseca). En cambio, en otros sectores de Río

Limarí en La Chimba (L3), cruce San Julián con El Trapiche (L5), Barraza (L9) y

Estero El Ingenio en badén (E4), podría estar ocurriendo una de dos situaciones:

a) baja interacción entre aguas superficiales y subterráneas o b) es el río quien le

estaría entregando agua al acuífero.

En cuanto a la tasa de recarga de cloruro, ésta no es variable de un año a otro. Se

puede inferir además que en la parte alta y media de la cuenca la fuente principal

de cloruro es por precipitaciones y su alta concentración se debe básicamente a la

evaporación. Diferente es el caso en la parte baja de la cuenca que posee la

mayor tasa de recarga, probablemente debido a su ubicación cercana a la costa, a

la contribución de neblinas originadas en los océanos y a la disolución de

contenidos de cloruros presentes en las terrazas marinas de la faja costera

Finalmente, es importante señalar que la utilización en conjunto de los diferentes

métodos en este estudio, tales como análisis gráfico simple, análisis químico-

isotópico, diagramas de Piper, diagramas de Stiff, isotopía radioactiva, además del

análisis multivariado mostraron consistencia en sus resultados, lo que permitió

establecer de una manera más clara el grado de interacción existente entre aguas

superficiales y subterráneas en la cuenca del Río Limarí.



124

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.

• Allègre C-J y Richard, G. 1973. Introduction à la Géochimie. Ed Presses

Universitaires de France, Vendome, Fr. 64 p.

• 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.

• 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.

• Ayala, A. 2009. Medición de radón-222 en ambientes geohidrológicos en la

fracción central de México. Memoria de Título, Facultad de Ciencias,

Universidad Nacional Autónoma de México. 58 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.

• Banks, E., Simmons, C., Love, A., Cranswick, R., Werner, A., Bestland, E.,

Wood, M., Wilson, T. 2009. Fractured bedrock and saprolite hydrogeologic

controls on groundwater/surface-water interaction: a conceptual model

(Australia). Hidrogeology Journal 17: 1969 – 1989.

• 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.



125

• Bertin, C. and Bourg A. 1994. Radon-222 and Chloride as Natural Tracers

of the Infiltration of River Water into an Alluvial Aquifer in Which there is

significant River/Groundwater Mixing. Environmental Science and

Technology 28: 794-798.

• 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.

• Burtnett, W.C., Peterson, R.N., Santos, I.R., y Hicks, R.W. 2010. Use of

automated radon measurements for rapid assessment of groundwater flow

into Florida streams. Journal of Hydrology 380: 298-304.

• CADE-IDEPE, 2004. Diagnóstico y clasificación de los cursos y cuerpos de

agua según objetivos de calidad: Cuenca del río Limarí. Santiago de

Chile.137p.

• 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.

• Castillo, D. 2009. Geoquímica de sedimentos y relaves en la cuenca del rio

Elqui, región de Coquimbo, Chile. Memoria para optar al título de Ingeniero

Civil Ambiental, Universidad de La Serena. 157 p.

• Constantz. J., Cox, M.H., y Su, G. W. 2003. Comparison of heat and

bromide as groundwater tracers near streams. Groundwater 41(5): 647-656.

• Cook, P., Favreau, G., Dighton, J., Tickell, S., 2003. Determining natural

groundwater influx to a tropical river using radon, chlorofluorocarbons and

ionic environmental tracers. Journal of Hydrology, 277: 74-88.

• DGA, 2008. Evaluación de los recursos hídricos subterráneos de la cuenca

del río Limarí. Santiago de Chile. 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.



126

• Gobernación Provincial del Limarí. Disponible en

http://www.gobernacionlimari.gov.cl/geografia.html. Consultado el 24 de

agosto de 2010.

• 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.

• Hoehn, E., y von Gunten, H.R. 1989. Radon in groundwater: A tool to

assess infiltration from surface waters to aquifers. Water Resources

Research 25(8): 1795-1803.

• Kalbus, E., Reinstorf, F., Schirmer, M., 2006. Measuring methods for

groundwater – surface water interactions: a review. Hydrology and Earth

System Sciences 10: 873-887.

• 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.

• Pulido, A. 2007. Nociones de hidrogeología para ambientólogos. Editorial

Universidad de Almería 2007. 492 p.

• Raju, R.D. 2009. Handbook of geochemistry: Techniques and applications

in mineral exploration. Vedams, India.

• Rochette R., 2010. Caracterización de la variabilidad climática y del

funcionamiento de los sistemas hidrológicos superficiales y subterráneos de

la cuenca del río Limarí, IV Región de Chile. Memoria para optar al título de



http://www.gobernacionlimari.gov.cl/geografia.html

127

Magister en Gestión Evaluación de los Recursos Hídricos. Universidad de

Montpellier.

• 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.

• SERPLAC, DGA, ONU, CORFO, 1979. Hidrogeología de la cuenca del río

Limarí. Investigación de recursos hidráulicos en la IV región. Proyecto CHI-

535. 65 p.

• Smith, L.A. 2004. Using Radon-222 as a tracer of mixing between surface

and ground water in the Santa Fe river sink/rise system. MSc Thesis,

University of Florida. 63 p.

• Stellato, L., Petrella, E., Terrasi, F., Belloni, P., Belli, M., Sansone, U. y

Celico, F. 2008. Some limitations in using 222Rn to assess river-groundwater

interactions: the case of Castel di Sangro alluvial plane (central Italy).

Hydrogeology Journal 16: 701-712.

• 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.

• Winter, T.C., Harvey, J.W., Franke, O.L., Alley, W.M. 1998. Groundwater

and surface water. A single resource. US Geological Survey Circular 1139.

Denver, Co. 79 p.



128

• Wu, Y., Wen, X. and Zhang, Y. 2004. Analysis of the exchange of

groundwater and river water by using Radon-222 in the middle Heihe Basin

of northwestern China. Environmental Geology 45: 647-653.

• 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. Hidrological

Processes, 21: 2112-2123.



129

ANEXOS



130

ANEXO A



Análisis de 222Rn: toma de muestra desde un pozo. Análisis de 222Rn: toma de muestra desde un río.

Muestra Agua Superficial. El Guindo (G2) Equipos de de medición

Muestra Agua Subterránea. Rinconada Punitaqui (P7) Muestra Agua Superficial. Río Grande (G1)


131

ANEXO B

Tabla B1: Datos Actividad de 222Rn en aguas superficiales.

Sector Punto Radón Bq/m3

Río Grande (A.Ab. Embalse La Paloma) G1 373 Río Grande El Guindo G2 627

Embalse Recoleta H1 123 Villaseca H2 2.242 Lagunillas E2 6.952

Cruce Talhuén E3 437 Badén El Ingenio E4 131

Cruce El Trapiche, Ingenio E5 922 Los Peñones, Río Limarí L1 816 Río Limarí, La Chimba L3 941

Cruce San Julián con El Trapiche L5 396 Río Limarí, Cruce Los Aromos L7 1.941

Barraza L9 1.229 Estero Punitaqui Camarico P2 1.636 Estero Punitaqui Chalinga P5 2.342

Tabla B2: Datos Actividad de 222Rn en aguas subterráneas.

Sector Punto Radón Bq/m3

APR El Guindo G3 12.405 APR Villaseca H3 16.760

Aguas del Valle Ovalle L2 984 APR Limarí L4 19.073

APR San Julián L6 2.798 APR Cerrillos Tamaya L8 5.650

APR Barraza L10 7.264 APR Estación Recoleta E1 24.987

APR El Trapiche E5 8.028 APR Graneros P1 8.894

APR Camarico Chico P3 4.147 APR Los Nogales P4 16.559

APR Chalinga P6 4.373 Rinconada Punitaqui P7 45.055 Rinconada Punitaqui P8 88.043 Rinconada Punitaqui P9 4.458



132

ANEXO C Análisis de la distribución probabilística de los datos. Para la correcta utilización de las técnicas multivariadas es importante determinar

la distribución estadística de los parámetros ya que esta debe ser o tender a ser

normal. Para evaluar esto se aplicó la prueba de Anderson Darling utilizando el

programa Minitab 16 (Minitab Inc.). En primer lugar se realizaron histogramas

para los distintos parámetros a modo de comparar las distribuciones Normal y

Lognormal. 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 valores A-D y p-value, con un nivel de significancia de 5%.

Tabla C1: Resultados Test Anderson-Darling.

Normal Lognormal Mejor ajuste

A-D p-value A-D p-value DO 0,421 0,305 0,269 0,659 Lognormal pH 0,318 0,52 0,326 0,508 Normal CE 1,078 0,007 0,564 0,132 Lognormal

TDS 1,130 < 0,005 0,551 0,143 Lognormal Ca 0,706 0,059 0,260 0,688 Lognormal Mg 1,265 < 0,005 0,406 0,331 Lognormal Na 1,236 < 0,005 0,563 0,13 Lognormal K 1,340 < 0,005 1,019 0,009 Lognormal Sr 1,092 0,006 0,567 0,13 Lognormal

HCO3 0,456 0,25 0,427 0,294 Lognormal Cl 1,741 < 0,005 0,589 0,116 Lognormal

SO4 1,749 < 0,005 0,462 0,241 Lognormal NO3 2,465 < 0,005 0,368 0,408 Lognormal

F 3,065 < 0,005 0,679 0,069 Lognormal CaCO3 1,173 < 0,005 0,389 0,365 Lognormal

B 0,614 0,101 1,302 < 0,005 Normal Si 0,789 0,036 1,358 < 0,005 Normal 2H 0,799 0,034 Normal

18O 0,399 0,345 Normal



133



Se puede identificar que los valores de A-D, para la mayoría de los parámetros

son menores para aquellos que pertenecen al ajuste de la distribución Lognormal,

lo cual significa que los datos presentan un mejor ajuste según la curva

Lognormal. Esto se confirma con los p-value que al ser superiores al α de 0,05,

indica que los datos se distribuyen según la curva en cuestión como ocurre con la

mayoría de los valores correspondientes a la curva Lognormal. Usando éste

criterio (el valor de A-D criterio predominante con respecto al p- valor) se observa

que los únicos parámetros que muestran un mejor ajuste a la distribución Normal

son: pH, B, Si, 2H y 18O. El resto de los parámetros que mostraron mejor ajuste a

la curva Lognormal fueron transformados para el análisis multivariado.

134

14121086420

4

2

0

9,0

8,5

8 ,07,5

7,0

10

5

0

3000

2500

2000

1500

1000

5000-50

0

10

5

0

1600

120080

040

00-4 00

8

4

0

240200

16012080400

-40

10

5

0

120

100806040200

-20

10

5

0

300

200

1000

-100

10

5

086420

10

5

0

1 ,61,2

0,8

0,4

0,0

8

4

0

500

400

300

200

100

10

5

0

600

400

2000-200

10

5

0

100080060

040

020

00-200

10

5

012840-4

10

5

0

1, 20, 90,60,30, 0-0, 3

10

5

0

900

600

3000

10

5

0

0, 40

0 ,320,24

0,16

0,08

0, 00

4

2

0

24181260

10

5

0

-40-50-60-70-8 0

10

5

0-5-6-7-8-9

10

5

0

DOFr

ecue

ncia

pH CE TDS Ca

Mg Na K Sr HCO3

Cl SO4 NO3 F CaCO3

B Si Deuterio Oxígeno

Media 7,161Desv.Est. 3,053N 31

DO


HCO3


Cl


SO4


pH

Media 1349Desv.Est. 845,4N 31

CE


TDS


Ca


Mg


Na


K


Sr

Figura C1: Histogramas con curva normal. N: número de datos; D.S.: desviación estándar.



135

1815129630

4

2

0

9,08 ,58, 07,57,06 ,5

10

5

0

5000

4000

300 0

2000

10000

10

5

0

2800

2400

2000

1600

120080

040

00

8

4

0

400320

240

160800

10

5

0

200

160

12080400

10

5

0

700

600

500

400

300

200

1000

10

5

0121086420

10

5

0

3,0

2,4

1,8

1,2

0 ,60,0

10

5

0

500

400

300

200

100

10

5

0

1800

1500

120090

060

030

00

20

10

0

1200

100080

060

040

020

00

16

8

01612840

20

10

0

1,20,90,60, 30, 0

20

10

0

1500

120090

060

030

00

10

5

0

0 ,600,48

0,36

0,24

0, 12

0, 00

5,0

2,5

0,0

3024181 260

10

5

0

DO

Frec

uenc

iapH CE TDS Ca

Mg Na K Sr HCO3

Cl SO4 NO3 F CaCO3

B Si

Ubic. 1,872Escala 0,4676N 31

DO

Ubic. 5,599Escala 0,3125N 31

HCO3

Ubic. 4,568Escala 1,300N 31

Cl

Ubic. 4,951Escala 0,9451N 31

SO4

Ubic. 2,039Escala 0,05501N 31

pH

Ubic. 7,004Escala 0,6636N 31

CE

Ubic. 6,439Escala 0,6753N 31

TDS

Ubic. 4,541Escala 0,6173N 31

Ca

Ubic. 3,585Escala 0,7485N 31

Mg

Ubic. 4,584Escala 0,8837N 31

Na

Ubic. 1,332Escala 0,5103N 31

K

Ubic. -0,7486Escala 0,8134N 31

Sr

Figura C2: Histogramas con curva Lognormal. N: número de datos; D.S.: desviación estándar.

“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea poco profunda en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí, a través del uso

de Herramientas Hidroquímicas e Isotópicas” Elizabeth Andrea Jofré Sapiain/2011

136

1680

99

90

50

10

1987

99

90

50

10

1400020000

99

90

50

10

1200010000

99

90

50

10

13001500

99

90

50

10

1

160800

99

90

50

10

15002500

99

90

50

10

11050

99

90

50

10

1210

99

90

50

10

14002000

99

90

50

10

1

5000-500

99

90

50

10

110005000

99

90

50

10

180-8

99

90

50

10

11.10.3-0.5

99

90

50

10

112006000

99

90

50

10

1

0.40.20.0

99

90

50

10

120100

99

90

50

10

1-40-60-80

99

90

50

10

1-5.0-7.5-10.0

99

90

50

10

1

DOPo

rcen

taje

pH CE TDS Ca

Mg Na K Sr HCO3

Cl SO4 NO3 F CaCO3

B Si Deuterio Oxígeno

Figura C3: Gráficos Log-probabilidades con ajuste a la distribución Normal.



137



101

99

90

50

10

1987

99

90

50

10

1100001000100

99

90

50

10

1100001000100

99

90

50

10

1100010010

99

90

50

10

1

100010010

99

90

50

10

1100010010

99

90

50

10

1101

99

90

50

10

110.01.00.1

99

90

50

10

1500200100

99

90

50

10

1

100001000100101

99

90

50

10

1100010010

99

90

50

10

1100.010.01.00.1

99

90

50

10

11.000.100.01

99

90

50

10

11000100

99

90

50

10

1

1.000.100.01

99

90

50

10

1100101

99

90

50

10

1

DOPo

rcen

taje

pH CE TDS Ca

Mg Na K Sr HCO3

Cl SO4 NO3 F CaCO3

B Si

Figura C4: Gráficos Log-probabilidades con ajuste a la distribución Lognormal.

138

ANEXO D Output Análisis de Cluster Variables estandarizadas, Distancia euclediana, Enlace de Ward Pasos de amalgamación Número de Nivel de Nivel de Conglomerados Nuevo Paso conglomerados semejanzal distancia incorporados conglomerado 1 30 87,589 1,4126 13 15 13 2 29 86,634 1,5212 12 18 12 3 28 85,750 1,6218 1 2 1 4 27 84,900 1,7186 10 11 10 5 26 84,436 1,7714 19 21 19 6 25 83,846 1,8386 24 27 24 7 24 82,149 2,0318 25 28 25 8 23 82,078 2,0399 7 16 7 9 22 81,907 2,0593 29 31 29 10 21 79,657 2,3153 3 6 3 11 20 76,206 2,7081 29 30 29 12 19 75,076 2,8368 20 22 20 13 18 74,361 2,9182 24 26 24 14 17 73,993 2,9601 5 14 5 15 16 71,758 3,2144 7 23 7 16 15 68,508 3,5843 5 8 5 17 14 68,067 3,6346 9 10 9 18 13 63,675 4,1343 4 5 4 19 12 61,032 4,4352 3 4 3 20 11 60,409 4,5061 12 20 12 21 10 59,261 4,6367 9 19 9 22 9 56,024 5,0052 24 25 24 23 8 55,896 5,0198 1 13 1 24 7 44,313 6,3382 9 17 9 25 6 33,950 7,5176 9 12 9 26 5 28,962 8,0853 3 7 3 27 4 -6,094 12,0753 9 24 9 28 3 -10,551 12,5826 1 3 1 29 2 -58,694 18,0620 1 29 1 30 1 -273,836 42,5489 1 9 1 Número de obs. en el conglomerado Paso nuevo 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 2 10 2 11 3 12 2 13 3 14 2



15 3


139

16 3 17 3 18 4 19 6 20 4 21 5 22 5 23 4 24 6 25 10 26 9 27 15 28 13 29 16 30 31 Partición final Número de conglomerados: 4 Dentro de la Distancia suma de promedio Distancia Número de cuadrados del desde el máxima desde observaciones conglomerado centroide centroide Conglomerado1 4 12,003 1,71035 2,00010 Conglomerado2 9 62,174 2,58596 3,35776 Conglomerado3 15 130,825 2,87151 4,45113 Conglomerado4 3 5,736 1,37693 1,55260 Centroides de grupo Variable Conglomerado1 Conglomerado2 Conglomerado3 Conglomerado4 DO 0,83120 -0,718375 0,160366 0,24503 pH 0,77874 -0,796606 0,357010 -0,43355 CE -1,36578 -0,561633 0,896477 -0,97645 TDS -1,36197 -0,547102 0,896040 -1,02293 Ca -1,07568 -0,344679 0,832607 -1,69476 Mg -1,37708 -0,574842 0,810729 -0,49302 Na -1,25058 -0,636644 0,876400 -0,80462 K -1,19894 -0,580646 0,843010 -0,87453 Sr -0,80403 -0,417970 0,847276 -1,91042 HCO3 -1,55465 0,034670 0,590438 -0,98334 Cl -1,35596 -0,658161 0,880938 -0,62226 SO4 -0,90277 -0,141736 0,741007 -2,07613 NO3 -1,08270 -0,167647 0,127903 1,30703 F 0,34375 0,092092 0,016288 -0,81605 CaCO3 -1,33110 -0,455271 0,869017 -1,20448 B -0,86077 0,123381 0,456191 -1,50341 Si -1,03421 0,006615 -0,162882 2,17351 Deuterio -0,44615 -0,820808 0,189593 2,10933 Oxígeno -0,24080 -0,978294 0,372430 1,39381 Centroide Variable principal DO -0,0000000 pH 0,0000000 CE 0,0000000



TDS 0,0000000


140

Ca 0,0000000 Mg 0,0000000 Na 0,0000000 K 0,0000000 Sr -0,0000000 HCO3 0,0000000 Cl 0,0000000 SO4 0,0000000 NO3 0,0000000 F -0,0000000 CaCO3 -0,0000000 B 0,0000000 Si 0,0000000 Deuterio -0,0000000 Oxígeno 0,0000000 Las distancias entre los centroides de conglomerados Conglomerado1 Conglomerado2 Conglomerado3 Conglomerado4 Conglomerado1 0,00000 4,03431 7,25858 5,83020 Conglomerado2 4,03431 0,00000 4,88090 5,96025 Conglomerado3 7,25858 4,88090 0,00000 7,89766 Conglomerado4 5,83020 5,96025 7,89766 0,00000

ANEXO E Output Análisis de Componentes Principales. Análisis de los valores y vectores propios de la matriz de correlación Valor propio 9,8581 2,4084 1,8437 1,0224 0,5487 0,3830 0,3229 0,2007 Proporción 0,580 0,142 0,108 0,060 0,032 0,023 0,019 0,012 Acumulada 0,580 0,722 0,830 0,890 0,922 0,945 0,964 0,976 Valor propio 0,1439 0,0933 0,0740 0,0518 0,0283 0,0176 0,0028 0,0004 Proporción 0,008 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 0,000 0,000 Acumulada 0,984 0,990 0,994 0,997 0,999 1,000 1,000 1,000 Valor propio 0,0001 Proporción 0,000 Acumulada 1,000 Variable PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 PC8 DO 0,023 -0,243 0,624 -0,068 0,136 0,319 0,326 -0,335 pH 0,037 -0,339 0,519 0,296 -0,228 -0,040 -0,405 0,181 CE 0,314 0,071 0,032 0,027 -0,037 -0,051 0,133 0,014 TDS 0,315 0,057 0,020 0,004 -0,055 -0,082 0,115 0,026 Ca 0,298 -0,116 -0,156 0,025 -0,017 -0,138 0,044 0,057 Mg 0,289 0,158 0,082 -0,064 -0,318 -0,045 0,081 0,060 Na 0,300 0,102 0,140 0,048 0,035 0,072 0,167 -0,221 K 0,286 -0,045 0,115 -0,093 -0,118 0,208 -0,243 0,603 Sr 0,285 -0,122 -0,066 0,282 0,177 -0,201 -0,005 -0,174 HCO3 0,233 0,192 -0,220 0,134 -0,028 0,611 -0,534 -0,402 Cl 0,298 0,131 0,132 0,068 0,005 0,072 0,227 -0,009 SO4 0,282 -0,169 -0,157 -0,040 -0,014 -0,321 -0,060 -0,245 NO3 0,065 0,408 0,375 -0,228 0,431 -0,431 -0,453 -0,105



141

F 0,051 -0,360 -0,032 -0,750 -0,307 -0,043 -0,167 -0,248 CaCO3 0,312 0,014 -0,061 -0,023 -0,154 -0,105 0,061 0,058 B 0,217 -0,218 -0,122 -0,299 0,656 0,276 0,054 0,310 Si -0,030 0,570 0,148 -0,287 -0,204 0,145 0,154 0,105 Variable PC9 PC10 PC11 PC12 PC13 PC14 PC15 PC16 DO -0,333 -0,281 0,057 0,018 -0,043 -0,107 0,021 0,009 pH 0,453 0,005 0,218 -0,129 0,008 0,062 -0,048 -0,024 CE 0,081 0,156 0,064 0,162 -0,070 -0,421 -0,328 -0,181 TDS 0,061 0,102 0,114 0,167 -0,116 -0,383 -0,424 0,029 Ca 0,154 -0,511 -0,114 0,002 -0,512 0,001 0,114 0,514 Mg -0,302 0,168 0,046 -0,681 0,193 0,079 -0,138 0,342 Na 0,185 0,264 -0,307 0,140 -0,193 0,686 -0,250 -0,079 K -0,428 -0,046 -0,201 0,403 0,112 0,113 0,047 0,005 Sr 0,106 -0,313 -0,408 -0,004 0,659 -0,075 -0,038 -0,017 HCO3 -0,017 -0,047 0,070 -0,044 -0,049 -0,103 0,013 0,012 Cl 0,225 0,404 0,016 0,128 0,089 -0,177 0,716 0,174 SO4 -0,217 -0,040 0,672 0,269 0,164 0,302 0,078 0,008 NO3 -0,114 0,022 -0,090 -0,042 -0,127 -0,071 0,059 0,024 F 0,184 0,092 -0,235 0,047 0,092 -0,091 0,029 0,005 CaCO3 -0,060 -0,234 -0,037 -0,317 -0,238 0,003 0,284 -0,739 B 0,230 0,037 0,213 -0,275 0,086 0,075 -0,081 -0,022 Si 0,359 -0,442 0,221 0,116 0,266 0,116 -0,042 -0,015 Variable PC17 DO 0,001 pH -0,007 CE -0,700 TDS 0,691 Ca -0,106 Mg -0,057 Na 0,002 K -0,006 Sr 0,030 HCO3 0,008 Cl 0,057 SO4 -0,038 NO3 -0,005 F -0,000 CaCO3 0,111 B 0,001 Si -0,011



142

161412108642

10

8

6

4

2

0

Número de componente

Val

or p

ropi

o

Gráfica de sedimentación de DO, ..., Si



143

ANEXO F

Diagramas

A modo complementario se realizaron diagramas de razones con respecto a

cloruro siguiendo a Banks et al. (2009), en que relacionan la tasa entre la

composición de iones mayores y cloruro tanto para aguas superficiales y

subterráneas, versus la concentración de cloruro en mmol/L.

a) Razón Ca/Cl

En relación a la razón Ca/Cl, se observan dos agrupaciones. La primera

agrupación formada por los puntos de muestreo ubicados aguas arriba de la

confluencia del Río Limarí con el Estero El Ingenio, a excepción del punto P9

(Rinconada de Punitaqui). Acá, la razón Ca/Cl en este grupo es alta, ya que los

contenidos de Ca son mayores que los de cloruro, y como fue lo mencionado en el

diagrama de Piper, son aguas del tipo bicarbonatadas cálcicas. En la segunda

agrupación, conformado por el resto de los puntos, su razón Ca/Cl es menor,

puesto que las concentraciones de cloruro aumentan en dirección del flujo.



G1G2

H1

H2

E2

E3

E4

E5

L1L3

L5L7

L9

P2

P5

G3H3

L2L4L6

E1

E6L8

L10

P1

P3

P4P6

P7

P8

P9

0,1

1,0

10,0

0 5 10 15 20 25

Ca/Cl

Cl (mmol/L)

2

1

Figura F1: Razón Ca/Cl. Aguas superficiales; aguas subterráneas.


144

b) Razón Mg/Cl

Al igual que en la razón Ca/Cl, se observan dos agrupaciones. El primer grupo,

igualmente se conforma por los puntos muestreados aguas arriba de la

confluencia del Río Limarí con el Estero El Ingenio, incluyendo además los puntos

de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9). Prácticamente la composición entre

magnesio y cloruro es muy similar. En la segunda agrupación, conformada por los

puntos del Estero Punitaqui (P1 – P6), Río Limarí (L5 – L10) y Estero El Ingenio

(E4 – E6), los contenidos de Mg son menores que los de Cl. Esto puede ser

debido a su ubicación en el último segmento de la cuenca, cercano a la costa, y

con un incremento en las concentraciones de sales.



G1G2H1

H20,8E3

E4

E5

L1

L3

L5

L7 L9

P2

P5

G3

H3L2 L4

L6

E1

E6

L8L10

P1

P3

P4

P6P7

P8

P9

0,1

1,0

10,0

0 5 10 15 20 25

Mg/Cl

Cl (mmol/L)

1

2

Figura F2: Razón Mg/Cl. Aguas superficiales; aguas subterráneas.

c) Razón K/Cl

Al igual que en la razón Mg/Cl, se observan dos agrupaciones. El primer grupo,

igualmente se conforma por los puntos muestreados aguas arriba de la

confluencia del Río Limarí con el Estero El Ingenio, incluyendo además los puntos

de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9). Prácticamente la composición entre

potasio y cloruro es muy similar. En la segunda agrupación, conformada por los


145

puntos del Estero Punitaqui (P1 – P6), Río Limarí (L6 – L10) y Estero El Ingenio

(E4 – E6), los contenidos de K son menores que los de Cl.

G1G2

H1

H2

E2E3

E4

E5

L1

L3L5

L7 L9P2P5

H3L2L4

L6

E1

E6 L8L10

P1P3

P4P6

P7

P8

P9G3

0,0

0,1

1,0

0 5 10 15 20 25

K/Cl

Cl mmol/L

1

2

Figura F3: Razón K/Cl. Aguas superficiales; aguas subterráneas.

d) Razón Na/Cl

En general, la razón Na/Cl es similar en todos los puntos de muestreo, con una

razón cercana a la unidad, no siendo posible detectar agrupaciones claramente.

G1

G2H1

H2E2

E3

E4

E5

L1

L3

L5

L7

L9

P2

P5

H3

L2L4

L6E1

E6

L8

L10P1

P3 P4P6P7

P8

P9

G3

0,1

1,0

10,0

0 5 10 15 20 25

Na/Cl

Cl (mmol/L)

Figura F4: Razón Na/Cl. Aguas superficiales; aguas subterráneas.



146

e) Razón SO4/Cl

En la razón SO4/Cl, se observan tres agrupaciones. El primer grupo, al igual que

en la razón K/Cl, se conforma por los puntos muestreados aguas arriba de la

confluencia del Río Limarí con el Estero El Ingenio en que prácticamente la

composición entre sulfato y cloruro es muy similar, e incluso sulfato llegando tener

concentraciones mayores que las de cloruro. En la segunda agrupación,

conformada por los puntos del Estero Punitaqui (P1 – P6), Río Limarí (L6 – L10) y

Estero El Ingenio (E4 – E6), los contenidos de SO4 son menores que los de Cl.

Esto puede ser debido a su ubicación en el último segmento de la cuenca, cercano

a la costa, y con un incremento en las concentraciones de sales. Y finalmente, el

tercer grupo, conformado por las aguas de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9),

con una razón SO4/Cl menor a la unidad.

G1G2

H1

H2

E2

E3

E4

E5

L1L3

L5

L7 L9

P2 P5

H3L2

L4L6

E1

E6

L8

L10

P1P3

P4

P6P7

P8P9

G3

0,1

1,0

10,0

0 5 10 15 20 25

SO4/Cl

Cl (mmol/L)

1

2

3



Figura F5: Razón SO4/Cl. Aguas superficiales; aguas subterráneas.

f) Razón HCO3/Cl

En la razón HCO3/Cl es posible observar la formación de dos grupos. El primer

grupo, está conformado por las aguas del Río Limarí hasta antes del punto de


147



confluencia de éste con las aguas del Estero El Ingenio (L1 – L4), incluyendo las

aguas pertenecientes a los Ríos Grande (G1 – G3) y Hurtado (H1 – H3), un punto

del Estero El Ingenio (E1), y dos puntos pertenecientes a Rinconada de Punitaqui

(P7 y P9). Estas, presentan valores de bicarbonato bastante elevados en

comparación a los valores para cloruro. La segunda agrupación, que integra el

resto de los puntos del Río Limarí (L5 – L10), Estero El Ingenio (E2 – E6), Estero

Punitaqui (P1 – P6), y finalmente el punto P8 de Rinconada de Punitaqui, las

cuales presentan valores para bicarbonato y cloruro muy similares.

G1 G2

H1

H2E2

E3E4

E5

L1L3

L5

L7 L9

P2P5

H3 L2L4

L6

E1

E6L8

L10P1

P3

P4

P6P7

P8

P9

G3

0,1

1,0

10,0

100,0

0 5 10 15 20 25

HCO

3/Cl

Cl (mmol/L)

1

2

Figura F6: Razón HCO3/Cl. Aguas superficiales; aguas subterráneas.

148

ANEXO G. Base de Datos

Punto Sector Sector Coordenadas

Norte Este Altura Fecha A.Superficial A. Subterránea UTM UTM msnm

1 Lagunillas E2 6619062 292034 272 21.04.10 x 2 Cruce Talhuén E3 6616189 289732 244 21.04.10 x 3 Río Limarí, La Chimba L3 6609880 287018 185 21.04.10 x 4 Baden El Ingenio E4 6608944 281502 161 21.04.10 x 5 Cruce El Trapiche, Ingenio E5 6608986 276838 121 21.04.10 x 6 Cruce San Julián con El Trapiche L5 6608648 276748 115 21.04.10 x 7 Río Limarí, Cruce Los Aromos L7 6609057 269788 87 21.04.10 x 8 Barraza L9 6606140 262081 37 21.04.10 x 9 Los Peñones, Río Limarí L1 6613514 291866 207 21.04.10 x 10 Villaseca H2 6617065 293553 255 21.04.10 x 11 Embalse Recoleta H1 6624329 298974 376 21.04.10 x 12 APR Estación Recoleta E1 6623568 293943 301 05.05.10 x 13 APR Villaseca H3 6617488 293741 288 05.05.10 x 14 APR Limarí L4 6607688 280633 155 05.05.10 x 15 APR El Guindo G3 6607296 298327 280 05.05.10 x 16 Río Grande El Guindo G2 6606953 298204 270 05.05.10 x 17 APR San Julián L6 6608113 275647 128 05.05.10 x 18 APR El Trapiche E6 6609064 276942 118 05.05.10 x 19 Río Grande (A.Ab. Embalse La Paloma) G1 6602373 304892 317 05.05.10 x 20 APR Cerrillos Tamaya L8 6610044 268730 83 12.05.10 x 21 Rinconada Punitaqui P7 6581535 274819 446 12.05.10 x 22 Rinconada Punitaqui P8 6581707 273692 570 12.05.10 x 23 Rinconada Punitaqui P9 6583328 273116 521 12.05.10 x 24 Estero Punitaqui Camarico P2 6594347 273207 128 12.05.10 x 25 Estero Punitaqui Chalinga P5 6595884 270212 108 12.05.10 x 26 APR Barraza L10 6605799 261532 46 19.05.10 x 27 APR Chalinga P6 6595671 270083 120 19.05.10 x 28 APR Camarico Chico P3 6594114 272884 108 19.05.10 x 29 APR Los Nogales P4 6597674 275064 234 19.05.10 x 30 Aguas del Valle Ovalle L2 6613456 291744 219 02.06.10 x 31 APR Graneros P1 6593766 281261 187 02.06.10 x



149

Parámetros de Terreno DO pH Temp. mmHg MΩ uS/cm mS/cmA TDS Salinidad ORP DO mg/L ⁰ C mg/L % 5,6 7,6 10,1 738,9 0,0013 872 0,635 488 0,44 ‐28,1 48,2 5,2 7,8 10,7 740,7 0,0005 2056 1506 1377 1,07 ‐26,2 46,7 11,8 7,9 14,4 746,1 0,018 591 0,485 333 0,30 ‐19,7 119,1 6,4 7,8 11,8 749,0 0,0003 3061 2462 1799 1,73 ‐50,0 58,9 11,3 7,9 15,6 752,1 0,004 2677 2,236 1562 1,42 ‐107,4 139,5 12,8 8,9 18,1 752,2 0,011 1036 0,908 593 0,52 ‐75,9 143,3 12,5 8,3 18,1 755,0 0,0005 2014 1833 1142 1,09 ‐81,6 154,8 13,3 7,8 17,7 756,6 0,0004 2357 2145 1327 1,29 15,8 171,5 9,0 8,1 14,3 742,3 0,0021 512 0,394 288 0,24 72,2 108,2 7,2 7,6 16,1 738,9 0,0015 750 0,629 441 0,37 77,8 85,6 4,8 7,7 16,3 727,2 0,0024 462 0,394 271 0,23 74,9 52,2 6,0 7,1 18,0 737,1 0,0013 856 0,732 495 0,42 118,0 68,3 2,1 6,9 16,3 741,0 0,0016 708 0,584 410 0,34 46,2 20,7 5,6 7,2 15,9 750,7 0,0012 941 0,773 537 0,46 ‐19,4 51,4 2,3 7,1 16,9 739,4 0,0019 582 0,494 327 0,28 26,6 37,7 8,5 8,1 15,2 739,5 0,0029 386 0,317 216 0,19 ‐93,0 76,0 6,7 7,5 15,3 752,2 0,0007 1730 1,396 985 0,87 ‐13,2 58,7 5,2 7,1 16,2 751,6 0,00006 1768 1,476 1019 0,90 ‐41,0 48,2 9,5 7,9 15,8 735,0 0,0033 336 0,278 187 0,16 ‐79,2 93,4 4,4 7,2 16,3 752,2 0,0003 3221 2,845 1799 1,80 ‐61,8 39,7 7,4 7,4 14,2 719,3 0,0022 515 0,405 277 0,25 ‐70,0 66,2 8,1 7,5 13,6 709,7 0,0017 692 0,528 374 0,33 ‐79,0 65,2 6,5 7,6 12,3 713,0 0,0021 536 0,406 299 0,26 ‐147,6 57,0 11,0 8,1 12,8 746,5 0,0008 1482 1,15 827 0,76 ‐127,8 100,0 8,2 8,1 12,3 748,1 0,0005 2163 1,632 1201 1,11 ‐155,1 80,0 5,3 8,0 17,6 757,6 0,0004 2502 2,316 1431 1,40 ‐57,7 55,1 3,8 7,7 15,4 751,3 0,0006 1789 1,484 998 0,93 ‐102,9 36,0 3,2 7,8 17,0 749,8 0,0008 1345 1,16 749 0,69 ‐133,6 30,1 6,9 7,8 17,6 741,1 0,0005 2015 1,853 1160 1,11 ‐109,1 72,6 4,1 7,3 13,8 745,8 0,0015 744 0,588 416 0,37 11,4 39,5 7,7 7,6 16,7 747,6 0,001 1113 0,937 614 0,56 25,5 −



150



Cationes Aniones Calcio Magnesio Sodio Potasio Hierro Sr Bicarbonato Cloruros Sulfato Fosfato Nitrato Nitrito 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 mg/L

63,4 42,8 84,7 3,7 0,05 0,24 331 76,6 111 2,5 0,9 1,0 0,44 244 118,0 121,0 7,7 0,05 0,56 233 138 964 2,5 1,4 1,0 1,14 55,2 15,1 63,8 1,9 0,05 0,27 209 29,1 80,7 2,5 1,3 1,0 0,36 219 124,0 330,0 7,1 0,05 1,10 370 521 535 2,5 2,5 1,0 0,80 202 99,0 292,0 7,0 0,05 1,13 321 519 420 2,5 3,2 1,0 0,53 98,2 23,6 117,0 6,3 0,05 0,56 237 115 135 2,5 3,5 1,0 0,25 155 57,5 238,0 6,8 0,05 0,97 254 365 259 2,5 1,5 1,0 0,38 168 71,0 292,0 8,1 0,05 1,10 259 472 281 2,5 0,7 1,0 0,19 61 16,2 43,3 2,6 0,05 0,28 199 22,9 66,4 2,5 1,0 1,0 0,24 106 20,8 46,6 2,4 0,05 0,39 223 32,5 157 2,5 0,79 1,0 0,17 65,7 12,9 20,8 2,8 0,05 0,32 356 10,2 120 2,5 0,42 1,0 0,16 55,6 41,9 77,1 5,2 0,05 0,23 286 57,5 146 2,5 6,7 1,0 0,21 95,8 16,9 37,4 2,3 2,20 0,38 225 29,2 142 2,5 1,4 1,0 0,19 96 22,9 89,4 3,7 0,05 0,50 318 58,3 142 2,5 5,1 1,0 0,18 69,4 15,9 35,6 2,1 0,05 0,33 237 19,2 68 2,5 1,4 1,0 0,15 45 11,3 20,3 1,9 0,05 0,22 153 11,6 47,3 2,5 0,25 1,0 0,13

171,5 34,0 203,0 5,0 0,76 0,91 361 251 256 2,5 1,1 1,0 0,18 153 53,0 187,0 4,3 1,90 0,79 369 281 245 2,5 0,84 1,0 0,14 35,9 9,9 19,7 1,9 0,05 0,22 120 9,7 51,9 2,5 0,4 1,0 0,11 251 115,0 323,0 7,4 0,05 1,40 516 681 370 2,5 1,5 1,0 0,06 25,4 21,4 51,2 2,0 0,05 0,05 212 40,7 19 2,5 5,0 1,0 0,082 36,6 31,2 53,6 2,3 0,05 0,20 166 64,4 32,5 2,5 14,1 1,0 0,06 38,5 23,2 40,5 3,1 0,05 0,10 223 30,2 12,7 2,5 4,6 1,0 0,054 138 83,9 250,0 5,2 0,14 1,20 358 193 171 2,5 5,4 1,0 0,048 110 59,6 159,0 6,6 0,14 0,80 369 363 277 2,5 4,0 1,0 0,039 194 73,0 265,0 7,3 0,05 1,40 317 465 331 2,5 2,9 1,0 0,048 131 79,5 194,0 5,1 0,27 0,92 400 263 185 2,5 1,5 1,0 0,049 95,3 51,9 129,0 3,2 0,28 0,66 360 177 141 2,5 0,86 1,0 0,046 128 46,6 263,0 3,5 0,05 1,20 266 307 325 2,5 11,4 1,0 0,05 82,2 18,5 60,8 2,2 0,05 0,33 246 43,5 116 2,5 0,41 1,0 0,045 64,4 39,1 114,0 2,2 0,53 0,39 270 157 139 2,5 5,5 1,0 0,061

151

Metales Alcalinidad Dureza total Aluminio Boro Manganeso Plomo As Cd Cu Zinc

mg/L CaCO3mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

ND 329 0,05 0,14 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 1086 0,05 0,19 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05

10,00 200 0,05 0,11 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 1057 0,11 0,26 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 9 912 0,05 0,33 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 39 336 0,05 0,28 0,05 0,05 0,01 0,01 0,022 0,05 25 624 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 6 712 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 7 211 0,05 0,15 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 350 0,05 0,24 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 217 0,10 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 311 0,05 0,22 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 309 0,05 0,20 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,27 ND 332 0,05 0,25 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 238 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,11 8 159 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 567 0,05 0,27 0,31 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 599 0,05 0,30 0,88 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 3 130 0,05 0,12 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 1100 0,13 0,30 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 152 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 220 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 192 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 6 690 0,05 0,12 0,05 0,05 0,01 0,01 0,022 0,05 5 520 0,05 0,14 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 785 0,05 0,31 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 654 0,05 0,11 0,22 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 452 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 512 0,05 0,14 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 281 0,05 0,12 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 ND 322 0,05 0,23 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05



152



Nutrientes Isótopos P Li Si Deuterio Oxígeno Radón

mg/L mg/L mg/L δ2H ‰ δ18O ‰ Bq/m3

0,05 0,05 15,3 ‐68,0 ‐8,62 6952 0,05 0,05 10,1 ‐63,9 ‐7,93 437 0,05 0,05 9,4 ‐ 62,0 ‐7,72 941 0,20 0,05 10,7 ‐59,8 ‐7,45 131 0,30 0,05 10,1 ‐59,2 ‐7,39 922 0,69 0,05 5 ‐ 60,5 ‐7,44 396 0,17 0,05 6,7 ‐ 58,6 ‐7,06 1941 0,05 0,05 7,2 ‐ 55,1 ‐6,71 1229 0,05 0,05 7,7 ‐ 62,2 ‐7,69 816 0,05 0,05 10,5 ‐73,9 ‐9,30 2242 0,05 0,05 2,8 ‐ 68,6 ‐8,09 123 0,1 0,05 14,5 ‐57,3 ‐7,47 24987 0,1 0,05 10,3 ‐75,4 ‐9,50 16760 0,1 0,05 11,5 ‐62,9 ‐7,75 19073 0,1 0,05 9,5 ‐ 63,6 ‐8,04 12405 0,1 0,05 5,4 ‐ 61,5 ‐7,36 627 0,1 0,05 11,1 ‐60,3 ‐7,65 2798 0,1 0,05 12,5 ‐59,7 ‐7,38 8028 0,1 0,05 2,2 ‐ 60,6 ‐7,17 373 0,05 0,05 9,2 ‐ 55,2 ‐6,82 5650 0,21 0,05 18,5 ‐35,4 ‐5,90 45055 0,15 0,05 19,5 ‐35,9 ‐5,86 88043 0,20 0,05 23,8 ‐34,7 ‐5,89 4458 0,05 0,05 11,2 ‐47,6 ‐6,28 1636 0,05 0,05 12,9 ‐45,8 ‐5,86 2342 0,05 0,05 10,2 ‐55,3 ‐6,66 7264 0,05 0,05 10,8 ‐44,6 ‐5,64 4373 0,05 0,05 12,7 ‐45,6 ‐5,94 4147 0,05 0,05 11 ‐ 54,5 ‐7,05 16559 0,05 0,05 9,7 ‐ 66,3 ‐8,26 984 0,05 0,05 13,6 ‐52,8 ‐6,84 8894

153

ANEXO H

Opciones seleccionables Software Minitab 16.



a) Análisis de Cluster

Figura H1: Análisis de Cluster con Minitab. b) Análisis de Compo

Figura H2: Análisis d Cluster con Minitab.

nentes Principales

e

154



ANEXO I

de Clases Figura 59.

los utilizados para la distribución espacial de las

ctividades de Radón 222 se consideró una escala logarítmica. A continuación, se

de las actividades, y se aplicó una

ansformación logarítmica, obteniendo la variación. De la diferencia de esta

5,0

a obtener. Con la definición del

úmero de intervalos, se calculó la razón entre éstos y el rango obtenido

os, expresados en logaritmo, se procedió a la

ansformación aplicando antilogaritmo, con el fin de obtener los valores reales

2,75 560

0

Definición

Para la definición de los interva

a

presenta el cálculo de las clases paso a paso.

1º Se estableció el rango (mínimo y máximo)

tr

variación se obtuvo el rango.

Mínimo: 123 Bq/m3 2,0

Máximo: 88.000 Bq/m3

2º Arbitrariamente se definieron 4 intervalos

n

anteriormente. El valor de esta razón es el rango de cada intervalo expresado en

logaritmo.

Cálculo de razón= 3:4 = 0,75

3º De los intervalos obtenid

tr

finales de las clases.

2,0 100

3,5 3.160

4,25 17.80

5,0 100.000

Log

Log 3 Rango

antilog

antilog

antilog

antilog

antilog

caracterizaciÓn de la interacciÓn agua ...al proyecto chi 8029 “implementación y evaluación de...

Documents