Universidad Nacional de SanCristobal de Huamanga

Facultad de Ingeniera Minas, Geologa yCivil

Escuela de Formacion Profesional de Ingeniera Civil

CURSOINGENIERIA DE RECURSOS HIDRAULICOS

Procesos de salinizacion

DOCENTE:Ing. Edward Leon

ALUMNOS:

Vetsy Morales Chavez

Ayacucho

Contents

1 Introduccion 2

2 Generalidades sobre la intrusion marina 2

3 Estudio de la interfase 33.1 Basadas en la piezometra : Ghyben-Herzberg; Hubbert, Luszin-

sky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.2 Medidas directas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

4 Forma de la interfase: heterogeneidad 6

5 Metodos de estudio 85.0.1 Hidrogeologicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85.0.2 Hidrogeoqumicos e Isotopicos . . . . . . . . . . . . . . . 85.0.3 Geofsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

6 Metodos geoqumicos 9

7 Metodos de representacion 9

8 Estudio Hidroqumico de la Intrusion marina 108.1 Mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108.2 Procesos Modificadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118.3 Iones minoritarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

8.3.1 Boro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138.3.2 Bromuro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138.3.3 Estroncio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148.3.4 Yoduro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

9 Tecnicas isotopicas 16

10 Metodos De Lucha 1710.1 Recarga Artificial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

10.1.1 Metodos de recarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

11 Reserva de una vez 18

12 Colectores costeros 18

13 Otros procesos de salinizacion 1913.1 Mezcla con aguas salinas de diferentes orgenes . . . . . . . . . . 20

13.1.1 Salmueras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2013.1.2 Aguas connatas o de formacion . . . . . . . . . . . . . . . 2013.1.3 Aguas fosiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2013.1.4 Aguas volcanicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2113.1.5 Aguas termales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2113.1.6 Disolucion de sales por contacto agua-roca . . . . . . . . 2113.1.7 Condiciones hidrodinamicas especficas . . . . . . . . . . 2113.1.8 Salinizacion en condiciones aridas . . . . . . . . . . . . . 22

1

1 Introduccion

Los acuferos costeros presentan algunas peculiaridades que tienen notable inci-dencia en su regimen hidrodinamico, en su modo de explotacion, en los riesgospotenciales de contaminacion y en las precauciones que deben tomarse para supreservacion. Sin duda, su caracter de costeros tiene su principal definicionen que se encuentran en contacto con el mar, pero tambien existen otras car-actersticas asociadas que les confiere habitualmente (no siempre) especialescondiciones; estas caractersticas son:

1. suelen recibir alimentacion lateral subterranea,

2. la demanda hdrica suele ser elevada debido a que se desarrolla intensaactividad agrcola (si la climatologa es adecuada)

3. el mar representa un lmite de potencial constante (cero),

4. el flujo se dirige aproximadamente normal a la lnea de costa, e) la ex-plotacion suele provocar descensos piezometricos bajo el nivel del mar,

5. como consecuencia de lo anterior, son frecuentes las situaciones de salin-izacion por intrusion marina,

6. en la franja mediterranea, las caractersticas paleogeograficas suelen acar-rear la presencia de acuitardos con aguas connatas.

Conviene apuntar que los acuferos costeros pueden ser de muy diversanaturaleza, tanto en rocas consolidadas (normalmente acuferos carbonatados)como no consolidadas (acuferos detrticos) y que tambien pueden ser libres,confinados o semiconfinados. En cada caso, dependiendo de sus parametroshidrodinamicos y de su litologa, algunos mecanismos tanto dinamicos comoqumicos pueden ser de mayor relevancia. Sin duda alguna, de todas las car-actersticas mencionadas la salinizacion por intrusion marina es la mas notabley la mas especfica, por lo que a este tema se le presta a continuacion especialatencion.

2 Generalidades sobre la intrusion marina

En el caso de los acuferos costeros, uno de los procesos de contaminacion masfrecuentes es la salinizacion de sus aguas por el avance del agua de mar tierraadentro, fenomeno que se conoce con el nombre de intrusion marina. En estosacuferos costeros que vierten sus aguas directamente al mar, se crea un estadode equilibrio entre el flujo de agua dulce y el flujo de agua salada, que solosufre modificaciones naturales a muy largo plazo debidas a cambios climaticos omovimientos relativos de la tierra y el mar. Cuando se modifican las condicionesnaturales, bien por incremento del flujo de agua dulce debido a fuertes lluviaso a recargas inducidas (recarga artificial, riego con aguas superficiales, etc.),bien por disminucion de ese mismo flujo debido esencialmente a bombeos en elacufero, el equilibrio agua dulce-agua salada, se desplaza en un sentido u otro.La intrusion se produce en este ultimo caso, cuando las extracciones de aguasubterranea hacen disminuir el flujo de agua dulce y el agua de mar invade elcontinente. Desde el punto de vista hidrodinamico la intrusion marina tiene

2

lugar basicamente cuando los niveles dinamicos y/o estaticos en el interior delcontinente se situan por debajo del nivel del mar. La experiencia demuestra queuna vez que se produce el aumento de la salinidad, el proceso evoluciona conextrema rapidez y su vuelta al estado de equilibrio puede requerir mucho tiempo.El termino intrusion marina es el proceso de movimiento temporal o permanentedel agua salada tierra adentro desplazando al agua dulce, cuando este procesoes consecuencia de la disminucion del flujo de agua dulce hacia el mar, debidoa la intervencion humana, es decir, a la intensa explotacion del acufero porbombeos. Es un proceso esencialmente contaminante y que deteriora grandesvolumenes de agua, que experimentan un notable incremento de la salinidad.Caracterstica esencial de los acuferos costeros es la coexistencia de dos fasesfsico- qumicas diferentes: agua dulce y agua salada. Son fluidos de densidad,temperatura y viscosidad diferente y, desde luego, muy diferente composicionqumica. Se debe presumir la existencia de un lmite de separacion entre ambas,denominado interfase, si bien la miscibilidad entre el agua dulce y el agua saladano permite que esta interfase sea neta, sino que, realmente, da lugar a una zonade mezcla, de difusion o de transicion, de anchura variable que La separacion, enel seno del acufero, del agua dulce y salada se establece mediante la denominadainterfase que, debido a la miscibilidad entre ambas fases acuosas, puede teneranchura variable, dando lugar a una zona de contacto, de mezcla o de difusion

depende esencialmente de las variaciones del nivel piezometrico, del espesordel acufero y de la permeabilidad del entorno costero. Con esta premisa, y ensituaciones estacionarias normales, la masa de agua salada adquiere la formade cuna, apoyada en la base del acufero y con el vertice dirigido tierra adentro(figura1).

La separacion, en el seno del acufero, del agua dulce y salada se establecemediante la denominada interfase que, debido a la miscibilidad entre ambas fasesacuosas, puede tener anchura variable, dando lugar a una zona de contacto, demezcla o de difusion.

Figure 1: Masa de agua salada en forma de cuna

3 Estudio de la interfase

La separacion, en el seno del acufero, del agua dulce y salada se establecemediante la denominada interfase que, debido a la miscibilidad entre ambas

3

fases acuosas, puede tener anchura variable, dando lugar a una zona de contacto,de mezcla o de difusion. La localizacion de la interfase puede hacerse a partirde medidas piezometricas o bien por medidas directas.

3.1 Basadas en la piezometra : Ghyben-Herzberg; Hub-bert, Luszinsky

La determinacion de la posicion de la interfase se lleva a cabo, tradicionalmente,a partir de medidas piezometricas, aplicando formulas mas o menos restrictivascuya aplicabilidad depende de la infraestructura disponible para la obtencionde datos basicos. Las formulas mas utilizadas son las de Ghyben-Herzberg,Hubbert y Lusczinsky. Las dos primeras teoras tienen en comun el considerarinmiscibles el agua dulce y salina pero difieren en la forma de considerar elproceso: Los postulados de Ghyben-Herzberg consideran el fenomeno como sino hubiera movimiento entre los dos fluidos: el agua dulce y el agua de mar. Sebasa en el equilibrio estatico de dos columnas de agua de diferente densidad. Eneste caso se supone que el agua dulce flota sobre la salada, separadas ambaspor una superficie neta o interfase

Figure 2: Equilibrio de liquidos de diferente densidad

Siendo:

h: cota s.n.m. del agua dulce en la vertical del punto A z profundidad b.n.m. del punto A dd peso especfico del agua dulce ( 1000 g/cc) ds pero especfico del agua salada (1025 g/cc)El equilibrio en el punto A, responde a la ecuacion

dd (h+ z) = ds (z)

por lo tanto

z =

dd

dd + ds

h z = 1

h

4

Para los valores de densidad normales, z toma un valor de 40h, que equiv-ale a decir que el contacto entre el agua dulce y el agua salada se encuentracuarenta veces por debajo del nivel piezometrico registrado en ese punto. Estaformula tiene validez si admitimos que el agua salada esta en reposo y que lasequipotenciales del agua dulce son estrictamente verticales, lo cual se cumple congran aproximacion, lejos de la orilla. En la practica, para aplicar la formula deGhyben-Herzberg se requiere conocer el nivel piezometrico y las densidades delagua dulce y salada, si bien estos dos ultimos parametros se consideran igualesa 1000 y 1025 g/cc. La aproximacion hidrodinamica presupone la existencia deun flujo de agua dulce hacia el mar, y de agua de mar hacia el continente, locual requiere la existencia de un gradiente en ambos sentidos, es decir, requiereun flujo de agua dulce y uno de agua salada. En este caso, Hubbert propuso lasiguiente expresion:

z =

dd

dd + ds

hd

ds

dd + ds

hs

Esto ultimo implica que en el continente el potencial de agua salada esmenor que en el mar. Dado que hs (altura piezometrica del agua salada) estapor debajo del nivel del mar, el segundo sumando sera negativo y por tanto sesumara al primero y, por ello, la interfase estara mas profunda que la calculadapor Ghyben y Herzberg.

Figure 3: Diferencia de profundidad entre el agua salada y la altura calculada

La formula de Hubbert demuestra que en las proximidades del borde del marexiste una diferencia entre la verdadera profundidad del agua salada y la profun-didad calculada mediante la formula de Ghyben-Herzberg. Es decir, que hhy, por consiguiente el valor de z segun Hubbert es mayor que el valor calculadocon la formula de Ghyben y Herzberg. En este caso es necesario disponer de dospiezometros ranurados respectivamente en el agua dulce y en el agua salada, ymuy cerca de la interfase Finalmente, el enunciado de Lusczinsky considera lainterfase como una zona de mezcla con un espesor determinado, donde el con-tacto entre las fases se considera neto. En este caso se requieren tres sondeosranurados: uno en el agua dulce, otro en el agua salada y un tercero en la zonade mezcla, lo que supone una infraestructura realmente compleja. La principal

5

limitacion de estas formulas teoricas radica en la frecuente heterogeneidad yanisotropa del medio, tanto en acuferos karsticos como detrticos. Las diferen-cias de permeabilidad y la existencia de procesos de semiconfinamiento conllevandificultades en la precision de las determinaciones piezometricas e impiden lageometra regular de la interfase.

3.2 Medidas directas

Las medidas de determinados parametros (conductividad, temperatura, etc.) alo largo de sondeos, penetrantes en el sustrato salino, pueden aportar mejorinformacion si la estratificacion hidroqumica en el sondeo se corresponde conla del acufero. Es, sin duda, el metodo mas apropiado y generalmente se llevaa cabo mediante logs de conductividad

Figure 4: Medidas de diferentes parametros a diferentes profundidades

En este caso hacen falta ciertas condiciones en el sondeo de observacion comoes que tenga suficiente profundidad y que se encuentre totalmente ranurado, demanera que la distribucion de salinidades en el sondeo corresponda a la queexiste realmente en el acufero. En la figura se muestra la tpica geometra dela curva de salinidades en la que se pueden diferenciar con bastante claridad lostres niveles: dulce, de mezcla y salado. El control periodico en estos pozos deobservacion puede aportar informacion suficiente no solo para la determinacionde la interfase sino tambien para conocer las variaciones de la posicion de lainterfase y, por tanto, la sensibilidad del acufero frente a los estmulos.

4 Forma de la interfase: heterogeneidad

Los ejemplos que se han considerado hasta ahora se han referido a acuferoscosteros libres, homogeneos e isotropos, en los que es asumible una geometra dela interfase mas o menos regular. Sin embargo, la heterogeneidad y la anisotropasuelen ser caractersticas generales en los acuferos (figura 2). De hecho esta esla norma general, de modo que la heterogeneidad del acufero determina unainterfase de geometra muy irregular.

6

Los ejemplos que se han considerado hasta ahora se han referido a acuferoscosteros libres, homogeneos e isotropos, en los que es asumible una geometra dela interfase mas o menos regular. Sin embargo, la heterogeneidad y la anisotropasuelen ser caractersticas generales en los acuferos (figura 2). De hecho esta esla norma general, de modo que la heterogeneidad del acufero determina unainterfase de geometra muy irregular.

Figure 5: Situaciones de equilibrio en acuferos no homogeneos

Si se supone la superposicion de diferentes niveles acuferos, libres y confi-nados, en cada nivel se establece un equilibrio con el agua de mar distinto, demanera que el frente salino puede penetrar de forma diferente en cada uno deellos, es decir, se reconoce una serie de interfases superpuestas en un acuferomulticapa. Cualquiera que sea el caso considerado, a grandes rasgos, la invasioncontinental del agua de mar tiene lugar por dos mecanismos distintos: avancede la interfase en la horizontal, cuando la explotacion cubre un amplio area yascenso vertical (upconing) de la interfase bajo puntos de bombeo intensivos(figura 3.). En el primero de los casos se puede establecer una relacion entre elagua bombeada en el acufero y el avance tierra adentro del frente salino. En elsegundo caso, la explotacion puntual e intensiva puntual e intensivamente, demanera que se provoca la inflexion de la interfase hacia este punto de bombeo,llegando a invertir el flujo del agua de mezcla, de la interfase, que normalmentese dirige hacia el mar. Este tipo de situaciones ocasiona el ascenso rapido deagua salina hacia la captacion.

Figure 6: Avance lateral y vertical de la interfase

En un caso u otro, el resultado es la irrupcion de agua salina en una captacion

7

que, hasta entonces, proporcionaba, agua dulce. El sntoma mas claro de laexistencia de intrusion marina es el incremento del contenido salino del agua:un 2afecta seriamente a la potabilidad y usos agrcolas e industriales, mientrasque un 5practicamente inutilizable.

5 Metodos de estudio

El proceso de intrusion marina puede ser estudiado desde diferentes puntos devista, todos ellos importantes cuando se quiere llegar a conocer con detalle elproceso. Estos metodos de estudio pueden ser:

5.0.1 Hidrogeologicos

Permiten conocer las caractersticas hidraulicas del acufero, su geometra, fun-cionamiento, balance y todos aquellos aspectos que contribuyan al mejor conocimientodel acufero, siempre sobre la base de un adecuado estudio geologico. De to-dos modos, es necesario tener una adecuada infraestructura de observacion, talcomo una red de observacion piezometrica bien disenada.

5.0.2 Hidrogeoqumicos e Isotopicos

Son una herramienta basica, que complementa la metodologa anterior y tam-bien requiere una adecuada red de observacion. Se basan en el analisis delos componentes ionicos del agua. Con estos datos se pueden elaborar ma-pas de isocontenidos o diagramas temporales; asimismo se pueden determinarndices hidrogeoqumicos y determinar la existencia de ciertos procesos hidro-geoqumicos. Los isotopicos son muy importantes pues dan informacion sobreel area de recarga, grado de mezcla, edad absoluta, etc... Normalmente se de-termina el Deuterio, Tritio, Radon y los isotopos del Carbono. Su uso tienelimitaciones derivadas fundamentalmente de la dificultad analtica (compleja ycostosa).

5.0.3 Geofsicos

Son metodos complementarios de los anteriores. Consiste en realizar medidas ensuperficie, donde se ven involucrados todos los constituyentes del suelo: matrizrocosa, porosidad, naturaleza y salinidad de la disolucion. Aunque las diferen-cias en el comportamiento de disoluciones de diferente salinidad se determinacon bastante precision, no dejan de influir los otros factores que introducen unnivel de incertidumbre.

Los mas utilizados y utiles, son:

Sondeos electricos verticales (S.E.V.) Polarizacion inducida Metodos electromagneticos

8

6 Metodos geoqumicos

Los criterios qumicos suelen ser una de las herramientas mas eficaces en eldiagnostico de los procesos salinizadores de las aguas, permitiendo no solo sudeteccion sino tambien, en numerosas ocasiones, la determinacion de su origen.El conocimiento de las caractersticas fsico-qumicas del agua, permite:

Obtener informacion sobre el origen de la recarga Apoyar hipotesis hidrogeologicas Detectar procesos contaminantes

Para poder conseguir algunos de estos objetivos es necesario estudiar de-tenidamente la composicion qumica del agua e integrar esto en un esquemacomplejo que de respuestas satisfactorias a cada uno de los parametros consid-erados. En base a este esquema y a una serie de consideraciones adicionales, seaplicaran las tecnicas de estudio hidroqumicas, de las que seguidamente se ha-cen una serie de consideraciones. La mas evidente consecuencia de la intrusionmarina es la modificacion de las caractersticas fsico-qumicas del agua en elacufero. Esta modificacion no obedece solamente a los aportes ionicos del aguade mar sino que es el resultado de complejos procesos qumicos o fsico- qumicosque tienen lugar, esencialmente, en la zona de contacto agua dulce-agua saladay que responden, en gran medida, a la interaccion entre las fases acuosa y solidadel acufero.

Normalmente se analizan solo las especies mayoritarias (carbonatos, bicar-bonatos, sulfatos, nitratos, calcio, magnesio, sodio y potasio) y en casos es-peciales se determinan algunos iones minoritarios, que se escogen en funciondel problema investigado (metales pesados, estroncio, litio, boro, bromuro, yo-duro, etc...) Es imprecindible conseguir una maxima fiabilidad analtica, puestoque muchas conclusiones se extraen de pequenas, pero significativas variacioneshidrogeoqumicas.

7 Metodos de representacion

Son muy utiles para reconocer tipos de aguas y orgenes similares, o bien paraver evoluciones espaciales y temporales. Entre todas, cabe destacar:

Diagramas de Pipper, Stiff y Schoeller Mapas de isocontenidos Graficos de evolucion temporal Calculo de deltas ionicos Relaciones ionicas con el ion cloruro, representativo de la mezcla agua

dulce-agua de mar.

9

8 Estudio Hidroqumico de la Intrusion marina

Desde el punto de vista hidroqumico el fenomeno de intrusion marina implicados procesos principales:

Proceso de mezcla entre el agua dulce y el agua salada Fenomenos modificadores derivados de la interaccion agua-rocaEl primero de ellos supone una serie de modificaciones en la composicion

del agua que se traducen en un notable incremento de la mineralizacion, comoconsecuencia del aporte de sales por el agua de mar. Ello es consecuencia dedos procesos: la difusion y la dispersion. El segundo proceso hace referencia aque la mezcla de dos fases fsico-qumicas diferentes origina un agua que estainicialmente en desequilibrio y que debe encontrar un nuevo estado de equilib-rio con el acufero, produciendose reacciones entre la fraccion solida y el aguasalina, que son de mayor o menor intensidad en funcion de factores tales comoel porcentaje de mezcla, la litologa del acufero y otras condiciones de caracterespecfico. Este comportamiento reactivo implica la existencia de una serie deprocesos yuxtapuestos al propio proceso de mezcla, que afectaran selectivamentea los diferentes iones.

8.1 Mezcla

Cuando dos fluidos miscibles de caractersticas fsico-qumicas diferentes entranen contacto, se origina una zona de mezcla con caractersticas que pueden con-siderarse intermedias entre las dos fases iniciales. Los procesos que intervienendirectamente en este mecanismo son la dispersion y la difusion . La dispersiones un proceso ligado al movimiento del agua a traves de un medio poroso, segunlneas de corriente de velocidad variable, que aprovechan los canales porosos ir-regulares del medio solido. Es evidente la relacion entre el proceso de dispersiony la permeabilidad del medio que atraviesa el fluido, de manera que en determi-nados tipos de sedimento este mecanismo sera mas eficaz que en otros. La di-fusion se manifiesta a escala molecular o ionica y tiene lugar principalmente en elagua intersticial. Consiste en la migracion de especies qumicas como resultadode la existencia de un gradiente en su concentracion. En una primera aproxi-macion, la difusion de un ion es proporcional al gradiente de su concentracionabsoluta y, como consecuencia, en el proceso de - 2+ + 2+ Contrariamente a loque ocurre con el mecanismo de dispersion, la difusion no requiere movimientodel fluido, por lo que parece ser que el primer proceso sera predominante en loscasos de alta velocidad de flujo, mientras que con movimientos lentos cobraramayor importancia la difusion. A efectos de nomenclatura, el resultado conjuntode los procesos de dispersion mecanica y difusion molecular se conoce como dis-persion hidrodinamica El proceso de mezcla entre soluciones de composicionmuy diversa produce aguas con un quimismo que resulta fundamentalmente deuna combinacion lineal entre los miembros involucrados, aunque no siempre secumple esta norma. Se ha comprobado que sin la intervencion de las reaccionessolido-agua, tienen lugar fenomenos qumicos que modifican la composicion finaldel agua de mezcla y la hacen diferente de la teorica si se atiende a la proporcionde la mezcla. De manera que si bien algunos iones responden de manera precisaa este porcentaje de mezcla, otros presentan concentraciones que difieren de las

10

previsiones teoricas. Concretamente estas anomalas se refieren a las concentra-ciones de los iones calcio y bicarbonato. En cualquier caso, el principal efectoque conlleva el proceso de intrusion marina es el incremento de la concentracionde determinados iones en el agua, cuya concentracion en el agua de mar es muysuperior a la que habitualmente se encuentra en el agua dulce. Si se atiende ala concentracion ionica del agua de mar (tabla 1), hay que decir que este agua -2- + 2+ - 2+ aguas dulces naturales no afectadas por procesos contaminantes.Por tanto, por la invasion de agua de mar, el agua subterranea sufre una serie demodificaciones en su contenido de solidos disueltos y en determinadas especiesionicas. Las especies mayoritarias que sufren los aumentos mas significativosen sus contenidos son los cloruros, sulfatos, sodio y magnesio. Suponiendo alion cloruro como un ion conservativo que no se ve afectado por procesos mod-ificadores y cuyo origen esta ligado estrechamente a las contribuciones de aguade mar, su concentracion es una gua excelente para conocer el porcentaje deagua de mar en la mezcla y para conocer las concentraciones que deben tenerlos otros iones, si no intervienen otros procesos. En resumen es un indicador delproceso de mezcla.

En la tabla 2 se exponen las caractersticas mas sobresalientes de los ionesmayoritarios presentes en el agua de mezcla. Asimismo se hace un breve repasode algunas relaciones ionicas de interes, en el estudio de la intrusion marina.En muchas ocasiones para establecer la existencia de un proceso de salinizacionpor intrusion - - Dado que el cloruro prevalece en el agua de mar y que elbicarbonato caracteriza a la mayor parte de las aguas dulces, siendo muy bajasu concentracion en el agua de mar, el rapido incremento de esta relacion esun excelente trazador de la invasion marina. En el agua de mar sus valoresoscilan entre 20 y 50, mientras que en las aguas dulces varan en el rango entre0.1 y 5.0 2- - ya que tiene un valor caracterstico (0.1) en el agua de mar.Un acercamiento de los valores de esta relacion en el agua salina, puede serindicio de contaminacion por agua de mar. 2+ 2+ especialmente cuando suincremento va acompanado de un aumento del contenido de cloruros - - las aguasdulces es de 0.3 a 1.5. Estas relaciones son interesantes, siempre y cuando noexistan fenomenos fisico-qumicos que interfieran modificando sustancialmentelas concentraciones ionicas.

8.2 Procesos Modificadores

Si en las aguas salinas solo ha intervenido el proceso de mezcla las concentra-ciones ionicas seran iguales a las que establece el porcentaje de agua de mar enla mezcla, sin embargo, el contenido de cada uno de los iones no solo dependede las concentraciones de las facies originales, salada y dulce, sino tambien dela intervencion de los procesos fsico-qumicos que tienen lugar en la interaccionagua-roca. Basicamente, los principales procesos involucrados son los relaciona-dos con la disolucion y/o precipitacion de carbonatos, los procesos redox (re-duccion de sulfatos) y el intercambio ionico. Los procesos fsico-qumicos debenabordarse como fenomenos modificadores que alteran la composicion teorica deuna mezcla conservativa agua dulce-agua de mar. Cuando se conocen las com-posiciones qumicas de los dos miembros que intervienen en la mezcla (aguadulce y agua de mar), puede establecerse la composicion de un agua de mezcla,a partir del contenido en ion cloruro. Este es el indicador de salinizacion uti-lizado habitualmente para establecer los porcentajes de mezcla, por su caracter

11

conservativo. Se debe tener en cuenta que la importancia de todos y cada unode los procesos depende de factores como la salinidad de las aguas resultantesde la mezcla, litologa del acufero, fases minerales presentes en la matriz, gradode saturacion de las aguas para estas u otras fases minerales, parametros fsico-qumicos (pH, Eh, temperatura). El tema es complejo en su conjunto, pues nosiempre es posible reconocer con precision cada uno de estos factores. El prob-lema alcanza mayor complejidad cuando intervienen dos o mas procesos, que eslo mas habitual, pues cada uno de ellos tiene consecuencias que inciden directao indirectamente en los otros. En ocasiones, ademas, dos procesos diferentespueden dar aparentemente resultados parecidos si se analizan desde un unicopunto de vista. As, por ejemplo, la disolucion de la calcita puede contribuir alexceso de alcalinidad, incremento que puede tambien explicarse biologicamente,por simultanea oxidacion de la materia organica y

reduccion de sulfato. Por tanto, abordar el problema argumentando de formasimplista los posibles procesos que justifiquen las anomalas observadas, inducena errores de diagnostico. La complejidad del conjunto hace necesario estudiarminuciosamente todas y cada uno de las variaciones observadas e integrarlas enun modelo global que de respuesta a todos y cada uno de los procesos. No ob-stante, en la medida que establecer pautas generales de comportamiento ayudaa la comprension de los procesos y en definitiva facilita el estudio hidroqumico,en la tabla se muestra un esquema general donde se intentan justificar las varia-ciones mas frecuentes, respecto a la mezcla teorica. Cada variacion, no obstante,puede estar relacionada con la disolucion o precipitacion de fases minerales; as,por ejemplo, un incremento en la concentracion de Ca en la solucion puede serdebido a disolucion de yeso y/o anhidrita, del mismo modo que un delta nega-tivo puede justificarse con la precipitacion mineral. Dado que existen multiplesposibilidades en este sentido, el estudio debe considerar el calculo de los estadosde saturacion de las aguas con respecto a aquellas fases minerales que puedenformarse o precipitar en el medio estudiado. Solamente se han considerado lasespecies carbonatadas calcita y dolomita, por su abundancia en los sistemashidrogeologicos.

8.3 Iones minoritarios

Se puede estudiar una familia muy amplia de iones minoritarios aunque habit-ualmente se tienen en cuenta solo algunos de ellos: B, Br, Li, Sr y I. Todosellos estan presentes en el agua de mar en concentraciones mucho mas elevadasque en las aguas dulces subterraneas, por lo que seran tratados en relacion asu valor como indicadores alternativos de intrusion marina. Los resultados deinvestigaciones realizadas utilizando estos parametro determinan, sin embargo,que su principal virtud radica en que pueden ser buenos trazadores de proce-sos de salinizacion alternativos a la intrusion de agua de mar. Muchas veces,cuando se detectan altas concentraciones de estos elementos, puede pensarse enla posibilidad de que sean indicadores del tiempo de residencia de un agua en elacufero. En este sentido, su estudio puede ayudar a determinar si la intrusionde agua de mar es reciente o las condiciones locales del terreno han determinadoun prolongado tiempo de contacto agua-sedimento. Paralelamente, el estudiode su comportamiento geoqumico muchas veces revela que pueden estar en-riquecidos en aguas salinas de diferentes orgenes, por lo que su presencia puedeayudar a detectar este tipo de procesos.

12

8.3.1 Boro

En relacion a la utilizacion del boro como elemento indicador de intrusion ma-rina, no existe apenas documentacion bibliografica. Su relacion con la salinidadde origen marino y su relativa alta concentracion en el agua de mar, en relaciona los bajos contenidos en la mayora de las aguas dulces subterraneas, hace pen-sar en su interes como indicador de procesos de intrusion marina en acuferoscosteros, cuando no actuen otros procesos interferentes. Siempre que no existanotras fuentes, es un elemento que puede indicar salinizacion por intrusion ma-rina, dada su buena correlacion con el ion cloruro. En situaciones complejas, coninteraccion de diversos mecanismos de salinizacion, puede servir para detectaraquellos no relacionados directamente con la intrusion de agua de mar actual,por variaciones significativas de las relaciones B/Cl respecto a los valores propiosdel agua de mar. En aquellas zonas en que existe una fuerte contaminacion deorigen antropico (industrias ceramicas, fertilizantes) los niveles de boro puedenalcanzar valores importantes, detectados incluso en el agua de lluvia, que veincrementada su concentracion de boro por la contaminacion atmosferica queocasionan las industrias de fabricacion de esmaltes ceramicos. Si se descarta estetipo de aporte, los elevados contenidos de B respecto a la lnea de mezcla aguade mar-agua dulce, pueden relacionarse con la influencia de otros tipos de salin-izacion que atribuyen a flujos de circulacion profunda. Las elevadas concentra-ciones de B pueden atribuirse a particulares factores litologicos o geoqumicos.El boro puede constituir un excelente trazador en las zonas costeras donde elagua de mar intruyente sufre un metamorfismo geoqumico por interaccion conlas rocas. Evidentemente este enriquecimiento esta relacionado con el tiempode residencia del agua de mar en el acufero y, consecuentemente, este elementopuede ser considerado como trazador medioambiental.

8.3.2 Bromuro

La relacion entre el Br y el Cl en las aguas es referida en numerosos estudios,hecho que los autores atribuyen a que ambos son aportados por el agua de mar.Por tanto, su presencia en las aguas subterraneas de areas costeras se atribuyegeneralmente a procesos de intrusion marina. En estos casos la relacion Br/Clsera similar a la del agua de mar.

As, en primera aproximacion, el ion Br puede considerarse como un buenindicador de intrusion, aunque la posibilidad de aportes de ion bromuro, nodirectamente relacionados con el proceso de intrusion marina, puede ser causade interpretaciones erroneas La deteccion de aportes anomalos puede hacersemediante la utilizacion de la relacion Br/Cl, ya que si ambos proceden del aguade mar, la relacion ionica tendra un valor similar al del agua de mar. Valores masbajos se pueden atribuir a aportes suplementarios de ion Cl, mientras que valoressuperiores al agua de mar pueden corresponder a aguas enriquecidas en ionbromuro: en las aguas de cuencas cerradas, casi estancas, las relaciones rBr/rClson habitualmente mayores que en las zonas de circulacion activa, por tantoesta relacion puede ser indicativa de las condiciones hidrodinamicas locales. ElBr puede ser aportado tambien por fuentes no naturales, relacionadas con lacontaminacion antropica; por ejemplo, los metilbromuros y otros componentesorganicos bromurados son utilizados en la practica agrcola como fumigantespara suelos, granos, frutas y hortalizas. Dado que existe una gran diversidad de

13

fuentes que pueden aportar Br a las aguas naturales y que en ellas la relacionBr/Cl es de algun modo caracterstica, parece logico utilizar los ndices Br/Clo Cl/Br, como base distintiva de su procedencia. Cuando las relaciones Br/Clson muy elevadas o bien muy bajos los ndices Cl/Br, se asume que existe unenriquecimiento de Br que puede derivar de :

Aportes salinos continentales o magmaticos Relacion con salmueras donde la relacion Br/Cl excede con mucho a la del

agua de mar

Influencia del efecto membrana Presencia de aguas connatas o procesos de interaccion agua-roca Lavado de formaciones evaporticas o arcillosas Contaminacion provocada por la aplicacion de fertilizantes/ insecticidas o

por la polucion

En relacion al efecto que pueden tener los procesos de interaccion agua-roca,cabe decir que durante la sedimentacion, enterramiento y diagenesis de sedi-mentos clasticos, el agua interacciona con el sedimento, de forma que puedemodificarse su composicon qumica original. En relacion a este proceso, enalgunos casos se encuentran elevadas concentraciones de algunos elementos mi-noritarios y, entre ellos, el bromuro. Como conclusion general, cabe decir que elion bromuro esta considerado como un buen indicador geoqumico, que ha sidoutilizado para diferenciar orgenes de salinidad , caracterizar salmueras, en ladeterminacion del origen de las aguas de formacion y en estudios hidroqumicosde la intrusion marina. El estudio de su comportamiento puede ser de gran util-idad, sin embargo la dificultad que entrana su determinacion analtica limita suutilidad. En ocasiones, pequenos errores de analisis provocan anomalas que nodeben ser atribuidas a ningun aporte o sustraccion por procesos naturales. Todoello conlleva que sea poco utilizado en los estudios hidroqumicos generales delas aguas subterraneas.

8.3.3 Estroncio

La relacion entre el Sr y la salinidad de las aguas ha sido puesta de manifiesto porvarios autores. Sin embargo, esta relacion se desva muchas veces de la simplemezcla agua dulce- agua marina, debido a que el agua de mar no es la unicafuente de este ion, circunstancia que restringe su utilizacion como indicador deeste proceso en areas costeras. Parte del estroncio disuelto en el agua puedeproceder de las reacciones entre la solucion acuosa y el sedimento. Durante estecontacto activo entre la fase acuosa y la matriz del acufero, el agua de mar seenriquece, entre otros elementos traza, en Sr. Parece por tanto 2+ residenciadel agua en el acufero y, consecuentemente, ello hace que pueda ser util comotrazador medioambiental. 2+ iones minoritarios puede ser un indicador deltiempo de residencia del agua en la matriz del acufero. Asimismo, el Sr puedeayudar a identificar varias fases de intrusiones salinas antiguas. -4 este ndicepuede ser un buen punto de referencia para caracterizar aguas salinizadas porintrusion de agua de mar. Valores superiores a estos implican aportes de ionestroncio

14

diferentes al agua marina y probablemente relacionadas con los aportes difer-enciales del agua dulce que interviene en la mezcla. Estas diferencias entre losvalores de la relacion rSr/rCl, respecto a los propios del agua de mar, se ha-ran mas notables en las aguas poco salinizadas, pues en ellas la proporcionde agua dulce, relacionada con aportes no marinos, sera comparativamentemas importante. Esta consideracion otorga al ion Sr utilidad en la zonacionhidroqumica, ya que puede establecer diferencias geoqumicas entre las aguasde alimentacion. Entre los constituyentes minoritarios, el Sr es el que esta masfuertemente ligado a los procesos de disolucion de rocas carbonaticas. Los pro-cesos diageneticos de las rocas carbonatadas son una de las principales causasde la liberacion de estroncio y su enriquecimiento en las aguas. Una de lasreacciones diageneticas mas importantes en zonas costeras, que consigue modi-ficar la composicion qumica de los fluidos marinos intruyentes, es la formacionde dolomita. Esta reaccion modifica las concentraciones no solo del Mg, Ca y- aguas. Esto es debido a que el Sr, presente en la red del carbonato calcicoprimario, es liberado durante el proceso, y posteriormente permanece en la dis-olucion porque difcilmente puede entrar en la red de la dolomita diagenetica,donde la concentracion de Sr suele ser la mitad de lque se registra en la cal-cita marina. El enriquecimiento en Sr en las aguas, en contacto con sedimentoscarbonatados, puede atribuirse tambien a la liberacion de iones Sr durante larecristalizacion de aragonito en calcita. Ya que la proporcion de Sr en la red dearagonito es mayor que en la de la calcita, la recristalizacion de aragonito a cal-cita provocara una liberacion de este elemento, que pasara a enriquecerse en lasaguas. Tambien procesos que involucren unicamente a la calcita, pueden provo-car el mismo efecto (aunque de menor entidad), debido a que la calcita primariacontiene mayor proporcion de Sr que la diagenetica. A pesar de la importan-cia de los procesos de disolucion-precipitacion de carbonatos en la geoqumicadel estroncio, existen otros fenomenos que pueden favorecer su presencia en lasaguas subterraneas. Algunos autores ponen de manifiesto que la presencia deSr puede estar relacionada con la lixiviacion de sulfatos y carbonatos de estron-cio en las rocas almacen de petroleo, por lo que consideran que su presenciaen las aguas subterraneas puede ser un potencial indicador de la formacion depetroleo. Como consecuencia de los argumentos expuestos, se concluye que elSr puede considerarse, en los estudios hidrogeoqumicos, como un trazador deproceso e indicador de tiempos de residencia relativos, del agua en el acufero.Hay autores que proponen el calculo del tiempo de residencia del agua dulceen un acufero carbonatado, teniendo en cuenta el contenido de estroncio en lasdiferentes fases solidas y en las aguas subterraneas.

8.3.4 Yoduro

En areas costeras, es frecuente que se encuentre relacion entre las concentra-ciones de yoduro y cloruro en las aguas subterraneas, lo cual puede relacionarsecon un proceso de intrusion marina; de hecho, las concentraciones de este ele-mento en el agua de mar y las aguas dulces son significativamente diferentes.En este sentido, el yoduro puede considerarse un posible buen indicador delfenomeno de mezcla agua de mar-agua dulce en acuferos costeros. Sin em-bargo, por lo general, aun existiendo cierta relacion entre los contenidos de ioncloruro y yoduro en las aguas salinas, muchas veces, en las aguas subterraneas,suele apreciarse que la relacion I/Cl es superior a la del agua de mar, lo cual

15

se atribuye a intercambio entre la matriz del acufero y las aguas subterraneasen contacto con ella. Durante la sedimentacion, enterramiento y diagenesis desedimentos clasticos, el agua sedimentaria interacciona con la roca modificandosu composicion qumica. En algunos casos se encuentran elevadas concentra-ciones de algunos elementos minoritarios como Sr, Br y I, enriquecimiento quees interpretado como indicativo del tiempo de residencia del agua en el acufero.El yoduro proviene de la materia organica contenida en los sedimentos. Despuesde que el agua de mar queda atrapada en el sedimento marino depositado, sepueden producir muchos cambios en la composicion qumica de las aguas y delsedimento. El I y B, selectivamente concentrados en organismos que se descom-ponen durante y despues del enterramiento de los sedimentos, se enriquecen enlas aguas intersticiales al reaccionar qumicamente con el sedimento. En oca-siones puede ser indicador del tiempo de residencia de un agua en el acufero,pues elevadas concentraciones de este elemento indican un tiempo de contactolargo entre el agua y la roca.

9 Tecnicas isotopicas

La aplicacion de trazadores isotopicos al estudio de las aguas naturales requiereun profundo conocimiento de los principios que rigen su distribucion en la hidros-fera y de su comportamiento en el desarrollo de los procesos meteorologicos,hidrodinamicos, hidroqumicos e hidrogeologicos. Las tecnicas isotopicas ayu-dan a identificar los mecanismos de salinizacion. La composicion de los isotoposestables del agua no esta generalmente sujeta a cambios durante el flujo (proce-sos modificadores). Cuando la salinidad es el resultado de la mezcla de una aguasalada con otra dulce, las aguas salobres resultantes tienen salinidades y com-posiciones isotopicas diferentes. La composicion isotopica del agua de mar esdiferente a la del agua dulce. Por tanto, los valores del Oxgeno- 18 y Deuterio,individualmente o en conjunto con el Cl estan linealmente correlacionadas sobreuna lnea de mezcla, dentro de unos lmites definidos por el agua de mar y elagua dulce. Normalmente, las salmueras, aguas fosiles, aguas de formacion y flu-idos magmaticos o geotermales muestran una composicion isotopica distintiva,de modo que su mezcla con aguas subterraneas puede ser identificada facilmentemediante la combinacion de analisis qumicos e isotopicos Los isotopos radioac-tivos como el tritio y Carbono-14 pueden ser empleados para resolver problemasde salinizacion de las aguas La presencia de Tritio en las precipitaciones tienecomo consecuencia el trazado de las aguas en todas las fases del ciclo hidrologico.En la intrusion marina puede ser utilizado dado que las aguas marinas presentanpequenos contenidos y la existencia de bajas concentraciones puede indicar lapresencia de aguas recientes

El Carbono-14 se produce continuamente en la atmosfera terrestre y estapresente en toda la materia organica. A lo largo del tiempo el C-14 dismin-uye de acuerdo con la ley de desintegracion radioactiva, con lo que su analisispermite la datacion de una agua. El azufre-34 y el oxgeno-18 de los sulfatospueden ser usados para determinar el origen del sulfato, ya que aquellos proce-dentes del agua de mar actual tienen un valor especfico, del mismo que lasdiferentes fuentes de sulfatos, de modo que el analisis del S-34 puede ser util enla determinacion del origen de los sulfatos.

16

10 Metodos De Lucha

Como medidas de prevencion y control de la intrusion marina, cabe destacar:

1. Disminucion de bombeos

2. Reubicacion de captaciones

3. Barreras de inyeccion

4. Barreras de depresion

5. Recarga artificial

6. Utilizacion de la reserva de una vez

7. Colectores costeros

10.1 Recarga Artificial

Se define la recarga artificial como un conjunto de tecnicas que permiten aumen-tar la disponibilidad de agua subterranea, con la calidad apropiada a los usosa los que se destina, mediante una intervencion consciente, directa o indirecta,en el ciclo natural del agua. Por consiguiente, el objetivo principal de estastecnicas o metodos es incrementar los recursos de un acufero; pero ademas deeste objetivo es posible establecer otros, entre los que destacan:

Reducir los descensos del nivel del agua subterranea y, si es posible, ele-varlo.

Conservar y / o eliminar agua de escorrenta y de tormenta. Detener y / o reducir la intrusion marina y la formacion de conos de

ascenso salino.

Almacenar agua dulce en el terreno cuando las obras superficiales no sonposibles.

Mejorar el uso conjunto de aguas subterraneas y superficiales. Aumentarla disponibilidad de agua de una calidad determinada mezclando el aguade recarga con la existente en el acufero.

Modificar la calidad del agua por medio de los diversos procesos que sedan en el terreno y en el acufero.

Recuperar aguas residuales, despues de un pretratamiento y una depu-racion en el terreno.

Los posibles orgenes de agua, normalmente utilizadas para recarga son:

Agua superficial de cursos continuos Agua superficial de cursos de regimen esporadico Escorrenta de aguas de tormenta Agua procedente de otro acufero Agua residual domestica.

17

10.1.1 Metodos de recarga

Existen numerosos metodos para llevar a cabo la recarga artificial de un acufero.Estos metodos se pueden agrupar en dos tipos principales de sistemas:

1. Sistemas de recarga en superficie

2. Sistemas de recarga en profundidad

El primer sistema se emplea en los casos en que el acufero a recargar sea librey sin niveles poco permeables proximos a superficie Se basa en una circulaciondel agua a traves del suelo desde la superficie hasta el acufero por infiltracion-percolacion, lo que permite que se lleven a cabo procesos de autodepuracion delagua cuando circula por esta franja no saturada del terreno.

Los problemas de este sistema son las perdidas por evaporacion del agua,los medioambientales y la necesidad de acondicionamiento previo del terreno.Los metodos mas usuales son las balsa y lagunas. En el segundo caso el agua esconducida e introducida directamente en el acufero. Se utilizan especialmentecuando un nivel semipermeable o impermeable separa el acufero de la superficiedel terreno. El factor mas importante a considerar es la calidad del agua derecarga pues esta se mezcla directamente con la del acufero, sin sufrir ningunode los procesos de depuracion que se dan cuando el agua se infiltra y atraviesala zona no saturada. Ademas, este agua debe ser lo suficientemente limpia parano producir problemas de colmatacion en los sistemas de recarga, pues de locontrario habra que establecer sistemas de limpieza que implican altos costesde mantenimiento. Los metodos mas utilizados son los pozos y/o sondeos

11 Reserva de una vez

La reserva de una vez se define como la disminucion de un volumen de reservasequivalente a un cierto avance de la interfase. Este avance saliniza dicho volumeny lo inutiliza para su uso. El volumen de la reserva de una vez es: V = 1/2b.L.m.A donde

b: espesor del acufero L: penetracion de la cuna m: porosidad eficaz a: anchura de la seccion considerada

12 Colectores costeros

El principio basico de una adecuada gestion de los recursos en acuferos costeroses permitir un flujo de agua dulce al mar suficiente para mantener la interfaseen la posicion mas favorable para el equilibrio entre la intrusion y la utilizacionde los recursos. Ese flujo de agua dulce, una vez cumplida su mision, puedeser interceptado cerca de la costa mediante bombeo en captaciones de reducidocaudal y pequena depresion. Inicialmente estos colectores puede utilizarse para

18

Figure 7: Disminucion de un volumen de reservas equivalente a un cierto avancede la interfase.

extraer la reserva de una vez, para lo cual deben estar colocados entre las posi-ciones inicial y final prevista de la interfase. Una vez que se alcanza la posicionfinal debe reducirse considerablemente el caudal estableciendo un compromisoentre el control de la posicion de la interfase y la salinidad del agua extrada.

13 Otros procesos de salinizacion

La salinidad de las aguas no siempre puede explicarse como derivada de ununico origen o mecanismo salinizador individual; muchas veces parecen existirvarios procesos de diferente naturaleza, unos dominantes sobre otros o de similarentidad. De hecho, la salinizacion de acuferos costeros no siempre es debidaexclusivamente a la intrusion de agua de mar. En algunos casos, otros fenomenospueden participar en el incremento de solidos disueltos en el agua subterranea:lixiviado de sales, aguas salinas de diferentes orgenes, etc. La salinidad puedeser adquirida dentro del terreno, ya que en ocasiones pueden existir sales solublesen el terreno, capaces de producir aguas muy salinas, incluso mas que el aguade

mar. Tambien puede darse el caso de que en el terreno se puedan encon-trar aguas salinas antiguas, en general de origen marino, pero practicamenteestacionarias o en un proceso muy lento de expulsion. La principal cuestiones determinar el origen de la salinidad del agua en cualquier area e identi-ficar el mecanismo responsable de la abundancia de cada elemento presenteen solucion. La caracterizacion de diferentes tipos de aguas subterraneas y ladeterminacion de su flujo natural y evolucion es un area importante dentrode la interpretacion geoqumica, donde el concepto de facies hidrogeoqumicaadquiere especial relevancia. Dicho concepto representa la respuesta de los pro-cesos qumicos que operan entre la litologa y el flujo del agua subterranea. Sinembargo, la hidroqumica no siempre permite diferenciar con claridad los diver-sos tipos de salinizacion. Aunque normalmente los metodos hidroqumicos per-miten una buena aproximacion al problema, la superposicion de procesos puedefrecuentemente dar lugar a interpretaciones dificultosas. Se puede establecerprincipalmente cuatro procesos de salinizacion alternativos a la intrusion ma-rina. La diferencias existentes entre ellos son en ocasiones muy sutiles, de modoque la division establecida obedece mas a una intencion de ordenar conceptosque a un orden genetico. Ademas, como ya se ha mencionado, no siempre es facil

19

delimitar el campo de actuacion de cada uno; habitualmente todos participan,en mayor o menor grado. Estos procesos son:

1. Mezcla con aguas salinas de diferente orgenes

2. Disolucion de sales por contacto agua-roca

3. Condiciones hidrodinamicas especficas

4. Salinizacion en condiciones aridas

13.1 Mezcla con aguas salinas de diferentes orgenes

13.1.1 Salmueras

Tienen su origen en la evaporacion directa del agua de mar. La evaporacion,considerada como el proceso inverso de la dilucion de una solucion, es un pro-ceso que elimina moleculas de agua y concentra los solutos en solucion. Elincremento de las concentraciones puede provocar la precipitacion, cuando sesobrepase el producto de solubilidad del solido. Las sales que precipitan delagua de mar, por el proceso de evaporacion, lo hacen en un orden preciso osecuencia, comenzando con las menos solubles (carbonatos) y finalizando conlos solidos mas solubles (sales de magnesio), pero no siempre puede completarsela secuencia de evaporacion y, por ello, la composicion qumica de una salmuerapodra ser muy diferente segun su estadio evolutivo.

13.1.2 Aguas connatas o de formacion

Las aguas subterraneas connatas son aquellas que existen en el acufero desdeque los materiales que lo forman fueron depositados. En la actualidad, la pres-encia de autenticas aguas connatas es poco comun, excepto en sedimentos muyrecientes. Se considera que las aguas connatas de las rocas sedimentarias proce-den generalmente del agua de mar atrapada con los sedimentos durante la etapade deposito. Son aguas que han visto alterada su composicion por diferentesprocesos, como son, la mezcla con aguas meteoricas y reacciones con los granosminerales y materia organica con los que estan en contacto. Entre los proce-sos qumicos mas frecuentes figuran: la dolomitizacion, reduccion de sulfatos,intercambio ionico y efecto filtracion de membrana. El efecto filtracion de mem-brana, ejercido por lechos de arcillas, restringe y selecciona el movimiento desolutos, principalmente cationes, respecto al movimiento del agua

13.1.3 Aguas fosiles

Su genesis es muy similar a la descrita anteriormente para las aguas connatas osalmueras; de hecho, existen pocas diferencias en su genesis. Sin embargo, dadala abundancia de este termino en la bibliografia consultada, parece apropiadotratar este tipo de aguas individualmente. El agua de mar abierto es un pro-totipo de agua clorurada. Dicha facies comienza a modificarse si se pasa de lascondiciones de mar abierto a un ambiente mas restringido, pues la evaporacionconduce a variaciones en las relaciones estequiometricas de los diversos iones

presentes. Cuando se alcanza y supera el lmite de saturacion de algu-nas sales, estas comienzan a precipitar, mientras que el agua madre continua

20

enriqueciendose en los elementos mas solubles y estequiometricamente menosabundantes en el agua de mar original. La flora y fauna, fuera de su habitat,mueren, acumulandose en el fondo y formando espesos yacimientos de limo. Sudescomposicion posterior restituira a la solucion los elementos contenidos en lamateria organica original. Este agua adquiere con ello una facies qumica tpicaque se conoce habitualmente como agua fosil. Entre el agua de mar abierto yel agua fosil, existe toda una vasta gama de tipos de agua que se refleja en sucomposicion estequiometrica, edad y caractersticas de los yacimientos de losque proviene.

13.1.4 Aguas volcanicas

Las aguas volcanicas de fuentes termales son principalmente cloruradas sodicasy parecen tener su origen en gases que se condensan. Son similares a las aguasconnatas pero pueden + - 2+ 2+

13.1.5 Aguas termales

Las aguas termales no siempre tienen su origen en la actividad volcanica, enocasiones se encuentran asociadas a sedimentos evaporticos y deben su elevadatemperatura a su circulacion en profundidad. Su caracterizacion, dada la com-plejidad de factores que intervienen sobre su mineralizacion, sus condiciones deemergencia, origen etc., requiere la adquisicion e interpretacion de numerososparametros.

13.1.6 Disolucion de sales por contacto agua-roca

La salinidad del agua subterranea se incrementa con el flujo y tiempo de residen-cia y depende, por consiguiente, de la permeabilidad de acufero. La velocidadde disolucion es en general tanto mayor cuanto mayor es la temperatura y elgrado de division y superficie de contacto agua-roca. Las rocas permeables porporosidad ceden mas sales que las permeables por fisuracion. Con el aumentodel tiempo de contacto del agua con el terreno se incrementa la capacidad de dis-olucion del agua hasta alcanzarse los respectivos productos de solubilidad. Engeneral, la diferencia entre tiempos de residencia produce una diferenciacion delas caractersticas geoqumicas de las aguas. Por otra parte, es importante hacerconstar que el aumento de concentracion suele conducir a un incremento de lacapacidad para disolver nueva cantidad de sales, a consecuencia del aumento defuerza ionica.

13.1.7 Condiciones hidrodinamicas especficas

Los controles hidrogeologicos en la descarga del agua subterranea son proba-blemente los factores mas importantes que gobiernan la presencia de muchasaguas subterraneas salinas. Las aguas salinas pueden encontrarse en materi-ales de baja transmisividad, en contacto con el acufero principal que contieneaguas dulces. Las condiciones estaticas pueden favorecer la difusion entre cuer-pos de agua dulce y agua salada que entran en contacto. La salinidad dependeen muchos casos de las caractersticas de flujo de un acufero local. En areascosteras, las aguas de reciente intrusion son indicativas de la existencia de in-teraccion hidraulica entre el acufero y el mar, mientras que cuerpos de agua

21

salada antigua, relativamente estables, representan zonas donde el flujo de lasaguas subterraneas es bajo o nulo.

13.1.8 Salinizacion en condiciones aridas

La evaporacion es el principal proceso en el ciclo hidrologico. De la lluvia quellega al continente, mas de la mitad retorna a la atmosfera tanto por evaporaciondirecta como por la transpiracion de las plantas. El efecto neto de la evaporaciones la eliminacion de agua de la solucion, con el consiguiente aumento de lasconcentraciones de todos los componentes disueltos. Aunque la evaporaciontiene lugar en cualquier clima, solamente en climas relativamente aridos llega aser un proceso de principal interes en el control de la composicion del agua. Lapresencia de agua salina en estas zonas puede deberse al efecto de evaporacionpor capilaridad. En estas areas tambien puede darse el proceso conocido comocyclic salting, o entrada de sales en el terreno desde la precipitacion. Se daen areas con recarga intermitente, donde las epocas de escasa precipitacion,favorecen la concentracion de sales en la zona no saturada. Posteriormente,durante las etapas humedas las sales seran transportadas y alcanzaran las aguassubterraneas.

22

References

[1] Abrol I.P., Yadav J.S.P, Massoud F. 1988. Salt affected soils and theirmanagement, Food and Agricultural Organization of the United Nations(FAO), Soils Bulletin 39.

[2] United Nations, 1977. Water for Agriculture. In: Water Development andManagement, Proceedings of the United Nations Water Conference, Part3. Mar del Plata, Argentina.

[3] E.A. Vanegas Chacon, 1990. Using SaltMod to predict desalinization in theLeziria Grande Polder, Portugal. Thesis. Wageningen Agricultural Univer-sity, The Netherlands

23