Expositor: Percy Sulca / Encuentro Científico Internacional - ECI 2011 06/01/2011

1. planeta tierra
Ciencias de la Tierra para la Sociedad
INPORTANCIA DE LA HIDROQUIMICA
EN LA PROSPECCION Y EXPLORACION
DE AGUAS SUBTERRANEAS
PERCY DAVID SULCA ORTIZ psulca@ingemmet.gob.pe
F. Pena, S. Vásquez, J. Farfán, J. Carpio y J. Moreno
X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)

2. planeta tierra
Ciencias de la Tierra para la Sociedad
CONTENIDO
1. Introducción
2. Origen de las aguas subterráneas
3. Características físico-químicas de las aguas
Subterráneas
4. Interacción roca-agua “fenómenos
modificadores”
5. Evolución hidrogeoquimica
6. Calidad de las aguas subterráneas
7. Conclusiones
X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)

3. planeta tierra
Ciencias de la Tierra para la Sociedad
INTRODUCCION
• El aumento de la explotación de los recursos hídricos
subterráneos, el desarrollo industrial, minero y agrícola,
y de una conciencia de protección ambiental y uso
sustentable de los recursos hídricos, ha generado una
demanda creciente de información hidrogeológica, tanto
en el norte como en el sur del país.
• La caracterización hidroquímica e isotópica es una
importante herramienta para estudiar el origen de las
aguas subterráneas, su interacción con los depósitos y
rocas a través de los cuales circulan y determinar sus
áreas de recarga.
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4. planeta tierra
Ciencias de la Tierra para la Sociedad
1. Origen de las aguas Subterráneas
X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)

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Ciencias de la Tierra para la Sociedad
1. Origen de las aguas Subterráneas
• Casi el total de las aguas
subterráneas se origina del
ciclo hidrológico (aguas
meteóricas), las que
constituyen el 95 %.
• Sin embargo una cantidad
menor, se originan de
acuíferos muy profundos,
como las aguas fósiles y
otros como las aguas
magmáticas (hidrotermales)
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6. planeta tierra
Ciencias de la Tierra para la Sociedad
1. Origen de las aguas Subterráneas
X Encuentro Científico Internacional de Verano (ECI 2011)

7. planeta tierra
Ciencias de la Tierra para la Sociedad
2. Características físico-químicas de las
Aguas Subterráneas
La presencia de los constituyentes químicos en las
aguas subterráneas se debe a varios factores:
La naturaleza y composición de los materiales
que atraviesan.
El tiempo de residencia del agua en el subsuelo.
Los procesos físico-químicos que se producen
tanto en la zona no saturada como en la zona de
saturación.
La posible mezcla de diferentes tipos de agua.
La existencia de yacimientos minerales
La contaminación por actividades humanas,...
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Ciencias de la Tierra para la Sociedad
2. Características físico-químicas de las
Aguas Subterráneas
L. Rebollo- UAH
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Ciencias de la Tierra para la Sociedad
2. Características físico-químicas de las
Aguas Subterráneas
Los constituyentes químicos inorgánicos presentes en las
aguas subterráneas se encuentran en estado de disolución:
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L. Rebollo- UAH

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2. Características físico-químicas de
las Aguas Subterráneas
Total de sólidos disueltos (TDS) (en mg/l ≈ ppm):
• Aguas subterráneas dulces: 50 - 2.000 mg/l
• Aguas salobres: 2.000 - 10.000 mg/l
• Aguas saladas: 10.000 - 50.000 mg/l (mar: ~35.000 mg/l)
• Salmueras: 50.000 - >100.000 mg/l
Los principales parámetros genéricos que expresan el grado de
mineralización del agua son:
Conductividad eléctrica (CE a 25 ºC) (en µS/cm):
• Capacidad del agua para conducir la corriente eléctrica.
• Mantiene una buena correlación con TDS y con otros índices (Cl-,
SO4 2-, Dureza total).
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3. Interacción roca-agua “fenómenos
modificadores”
Las concentraciones de los constituyentes químicos
presentes en las aguas subterráneas dependen de:
La disponibilidad de estos elementos en los suelos y rocas a
través de los que circula el agua.
Las velocidades de reacción.
Las limitaciones geoquímicas en el interior de los acuíferos (en
función de su P y T).
Los fenómenos de contaminación antrópica.
La composición del agua subterránea en un punto y en
un momento determinados dependen esencialmente de
su historia previa (atmósfera, superficie, suelo, ZNS, ZS)
y sus relaciones con otras aguas.
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Ciencias de la Tierra para la Sociedad
3. Interacción roca-agua “fenómenos
modificadores”
Durante la infiltración del agua en el terreno y en su recorrido
por el medio hidrogeológico se producen diversos fenómenos
modificadores de su composición inicial:
• Reacciones de disolución y precipitación de especies
minerales
Disolución: desde la entrada del agua en el acuífero hasta
que se alcanza el equilibrio de saturación.
Disolución y precipitación dependen de pH, presión parcial
de CO2, T, presencia de otros iones disueltos,...
• Procesos de oxidación y reducción
Predominan las condiciones reductoras, anóxicas, al perder
el oxígeno inicial (condiciones oxidantes sólo en la parte
más externa de la zona de saturación).
Presencia de bacterias reductoras de sulfatos (Sporovibrio
desulfuricans).
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3. Interacción roca-agua “fenómenos
modificadores” Chili regulado
Diagrama de Piper de la
cuenca Quilca –Vitor-Chili
Rio Chili
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3. Interacción roca-agua “fenómenos
modificadores”
Hidrogeología de la Cuenca del río Huaura
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4. Evolución Hidrogeoquimica
L. Rebollo- UAH
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4. Evolución Hidrogeoquimica
La etapa de la infiltración a través del suelo es muy importante
para la composición química de un agua subterránea.
Gran parte de la comportamiento geoquímico del agua
subterránea se adquiere en los primeros metros de su recorrido
L. Rebollo- UAH
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4. Evolución Hidrogeoquimica
L. Rebollo- UAH
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4. Evolución Hidrogeoquimica
Ladera de valle
(unidades de longitud arbitrarias) (w. Schwartz, 2003)
(De Toth, en de Klein.1991)
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4. Evolución Hidrogeoquimica
Hidrogeología de la Cuenca del río Quilca Vitor Chili
Diagrama de Piper
Tipos de Evolución Regional,
según Mifflin (1988)
(Scatter)
HCO3 SO4 CL
Aguas Cloruradas Sódicas a
Aguas Calcicas - Sulfatadas Calcicas; de mayor
bicarbonatadas, recorrido y profundas
Aguas de poca Sanchez, 2010
profundidad
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4. Evolución Hidrogeoquimica
Hidrogeología de la Cuenca del río Huaura
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4. Evolución Hidrogeoquimica
Resultados de Análisis Isotópico
Noviembre, 2009
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4. Evolución Hidrogeoquimica
Relación isotópica, entre O18 y H2
Taylor (1974)
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5. Calidad de las Aguas Subterráneas
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Tovar J. 1996

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6. Conclusiones
• La hidroquimica es una herramienta fundamental en
la exploración y prospección de aguas subterráneas.
• La evolución hidroquimica de flujos subterráneos nos
permiten definir el potencial de un acuífero, tiempo
de infiltración y localización de zonas de recarga .
• Las técnicas isotópicas nos permiten determinar las
zonas de recarga, procedencia y el tiempo de
recorrido en un acuífero.
• Realizar una buena cartografía geológica para
identificar las formaciones acuíferas, acompañada de
cortes geológicos, inventario de pozos de agua e
información de sondeos.
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