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Calidad de Aguas
Subterráneas
Calidad de Aguas Subterráneas
El agua es el solvente universal.
De las fuentes de agua para consumo, el aguasubterránea es la que contiene más sólidos disueltos.
En aguas subterráneas no contaminadas la composición y concentración de las sustancias disueltas dependen de:• la composición química de la precipitación• las reacciones químicas y biológicas que ocurren en la
en la superficie y el suelo• la composición mineral de los acuíferos y capas
confinantes por las que el agua fluye.
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La calidaddelagua subterráneaestán por
definidaslas
reaccionesquímicas ybiológicas que ocurren en las zonas por las que el agua fluye.
Calidad de Aguas Subterráneas
Calidad de Aguas Subterráneas
Sustancia Fuente principal Efecto en el usoLímites para el consumo
(mg/L)
Bicarbonato(HCO3) y
Carbonato (CO3)
Productos de la disolución de rocas carbonatadas principalmente caliza (CaCO3) y dolomita (CaMgCO3), por agua conteniendo
dióxido de carbono.
Controla la capacidad del agua de neutralizar ácidos fuertes. Bicarbonatos de
calcio y magnesio se descomponen en vapor de agua caliente generando gases de CO2 corrosivos. En combinación con
calcio y magnesio causa dureza.
250
Calcio (Ca) y Magnesio
(Mg)
Suelos y rocas conteniendo en caliza, dolomita, yeso (CaSO4). Pequeñas cantidades
de rocas ígneas y metamórficas.Principal causa de la dureza. 25 - 50
Cloruro (Cl)
Agua salada atrapada en los sedimentos, en las costas por el contacto del agua salada con
el agua dulce de los acuíferos.
En grandes cantidades, incrementa la corrosión y en combinación con sodio
otorga un sabor salado.250
Fluoruro (F)Rocas sedimentaria e igneas. No es frecuente
encontrarlo.En ciertas concentraciones reduce las
caries, en concentraciones elevadas daña el esmalte.
1
Hierro (Fe) y Manganeso
(Mn)
El hierro presente en la mayoría de suelos y rocas, el manganeso no es muy común.
Es censurado en el procesamiento de alimentos, tintes, cerveza y otras
industrias.0.3 - 0.4
Sodio (Na)
De la misma fuente que el cloruro. En algunas rocas sedimentarias, y en cantidades
pequeñas por el intercambio de calcio y magnesio por sodio de los materiales de los
acuíferos.
En grandes concentraciones, puede afectar personas con problemas cardiacos,
hipertensión. En presencia de calcio y magnesio puede ser perjudicial para
algunos cultivos.
200
Sulfato (SO4)Yeso, pirita (FeS) y otras rocas que contienen
azufre (S).
En ciertas concentraciones otorga al agua un sabor amargo y en altas
concentraciones tiene un efecto laxante. 250
Constituyentes inorgánicos comúnmente disueltos que pueden afectar el uso del agua.
Características del agua que afecta su calidad.
Característica Causa principal Efecto Observación
DurezaCalcio y magnesio
disuelto en el agua
Calcio y magnesio combinado con el jabón provoca un precipitado
insoluble dificultando la formación de espuma. La dureza afecta la idoneidad del agua en la industria del papel y textil.
Dureza como mg/l de CaCO3 0 - 60: Blanda
61 - 120: Mod. Dura121 - 180: Dura> 180: Muy dura
pHDisociación de
ácidos y bases en el agua
El pH es la medida de las características reactivas del agua.
Valores menores a 4 indican agua corrosiva y tiende a disolver metales. Valores
mayores a 8.5 tienden a formar sarro.
Valores de pH<7: ácido7: neutro>7 básico
Conductividad eléctrica específica
Sustancias que forman iones cuando son
disueltas en agua
La mayoría de sustancias disueltas se disocian en iones que pueden conducir la electricidad. Mientras
mayor la conductividad más mineralizada estará el agua
Se puede expresar en: microomhnios/cm3 a una
temperatura de 25°C
Solidos disueltos totales
Sustancias minerales
disueltas en agua
Agua que contiene <500 mg/L se puede utilizar para uso doméstico
y procesos industriales.
<1000: Dulce1000-3000: Lig. salina
3000-10000: Mod. salina10000-35000: Salada
Contaminación de las Aguas Subterráneas
Contaminación de aguas subterráneas
creciente
La contaminación recibe una contaminación por los organizamos reguladores y la población.
Seha
encontrado problemas de contaminaciónmásdistribuidos de lo que
sehubierapensado
años atrás.tiene un impacto y una
potencialTodaactividadcontaminación.
desistemas
deaguas
subterráneasLa purificación puedenrequerir
centurias cantidadesdedinero. Es
imperativo
ygrandes
que lacontaminación
delaguasustancias nocivas
seaevitada enlo
subterráneapor posible.
Contaminación de aguas subterráneas
La mayoría de la contaminación proviene de:
incluyendopozos
• la disposición de residuos• excavaciones de baja
profundidad sépticos• pozos profundos y minas• el uso de fertilizantes y otros agroquímicos• derrames en tanques de almacenamiento y tuberías,
entre otros.
La magnitud de la contaminación depende deltamañodel áreaafectada,
lacantidad
de contaminante,lacomposición
mineraly característica
shidráulicasdelsuelo y el efecto
quetengaen
el uso delas
aguassubterráneas.
Casitodas
lassustanciasson solubles en el agua, y
algunas son muy tóxicas en cantidades diminutas.
Por ejemplo encuadro
el selos límites
permisibles deinorgánicas
endeconsumo
siguiente muestra máximos sustancias el agua humano.
Reglamento de la Calidad de Agua para Consumo Humano - DS N° 031-2010-SA
ParámetroConcentración
(mg/L)
Arsénico 0.01
Bario 0.7
Cadmio 0.003
Cromo 0.05
Plomo 0.01
Mercurio 0.001
Nitrato 50
Selenio 0.01
Contaminación de aguas subterráneas
La densidadde
una sustancialíquida
afectaelmovimiento del agua subterránea. La densidad de
los contaminantes va desde una densidad menor como la del petróleo, a densidades mayores como la del agua salobre y otras sustancias.
Lassustancias
conmenor
densidad
que elaguatienden a acumularse en la parte superior de la
zona saturada, si fuera petróleo, este es inmiscible y se esparciría en todas las direcciones en una finacapaen
lasuperficie.
Lassustancias
másdensastienden a
moversehacia
laparte
inferior enunacapa confinante.
Contaminación de aguas subterráneas
Contaminación de aguas subterráneas
La composición mineral y las características físicas del suelo y rocas por los que el agua fluye pueden afectar a los contaminantes de distintas maneras. Si un contaminante entra al flujo subterráneo por un punto, este será dispersado longitudinalmente y lateralmente en materiales granulares, entonces su concentración disminuirá en la dirección del flujo.
Las concentraciones de las sustancias orgánicas y otras biodegradables tienden a caer por la oxidación y la acción bacteriana en la zona no saturada. Algunos materiales como las arcillas y materia orgánica pueden absorber metales en cantidades traza y con ello reducir su movimiento en el agua subterránea.
Contaminación de aguas subterráneas
Las sustancias disueltas se mueven con el agua, excepto cuando son retrasadas o inmovilizadas por adsorción.
Por lo tanto, el movimiento de los contaminantes tiende a ser a través de las zonas más permeables, lo más lejano su punto de origen de un área de descarga, lo más profundo que pueda penetrar en el sistema de aguas subterráneas.
Contaminación de aguas subterráneas
La contaminación del agua subterránea puede evitarse si se selecciona adecuadamente los sitios en los que se hará la disposición de residuos, siguiendo los siguientes criterios:
1. Presente un espesor considerable de materialno saturado que contenga arcillas y/o material
orgánico.
2. Las áreas estén lo más cercano posible a los lugares de descarga natural de las aguas subterráneas.
3. Lugares donde noocurra
escorrentía superficial, ymínima capacida
dde infiltración de la
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existauna superficie.
Contaminación de aguas subterráneas
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Selección de sitios de disposición de residuos debe considerar: no
de
de
zona saturada, peligro inundación, zona descarga, escorrentíae infiltración.
Contaminación de aguas subterráneas
Temperatura del agua subterránea
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La temperaturadelsubterránea es una
aguadesuscaracterísticas más útiles.
Éstarespondeestacionales en
avariaciones
el calor delsol
recibido por la superficie y por el movimiento del calor al interior de la Tierra.
Esto provoca que exista una fluctuación estacional de la temperatura del agua subterránea a profundidades de 10 a 25 metros. La fluctuación es mayor
variandocerca a lasuperficie,desde 5°C a 10°C.
En la zona afectada por la fluctuación estacional, el promedio anual de temperatura del agua subterránea es 1°C o 2°C mayor que el promedio anual de temperatura del aire. Consecuentemente, se puede preparar un mapa de temperaturas del agua subterránea a partir de la temperatura ambiental.
Mapa de temperaturas aproximadas del agua subterránea a lo largo de EEUU.
Temperatura del agua subterránea
El movimiento de calor al interior de la Tierra causa un incremento de la temperatura del agua subterránea con la profundidad. Este incremento es referido como el gradiente geotérmico que va desde 1,8°C cada 100m, en áreas superpuestasporgruesassedimentaria,
capas hasta
de roca 3.6°C cada
conactividad
100m, enáreas volcánica reciente.
El efectodel
gradiente geotérmicono se da en el área afectada por las
estacionalesde
fluctuaciones temperatura.
Temperatura del agua subterránea
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Efecto de los Pozos en la Calidad del Agua Subterránea
Efecto de los pozos
El deterioro en la calidad del agua puede serresultado de cambios en
lacalidad delagua
delacuífero o cambios en el pozo. El deterioro biológico y químico está asociado al acuífero mientras que el deterioro físico se relaciona más a la instalación de pozos.
Los parámetrosbiológicos
yquímicos
pueden serevaluadoscumple
antes de ubicar el pozo para sabersi
con los estándares de aguade
abastecimiento, y si no definir que tratamientoes requerido.
Efecto de los pozos
El deterioro en la calidad biológica se refiere a la presencia de agentes bacterianos o virus asociados a los desechos humanos y animales.
Este deterioro esta relacionado a la conexión entre la zona superficial y la zona abierta por el pozo, la cual es el espacio anular entre el casing y el acuífero.
Para evitar lacontaminación
de los pozos, esteespacio anular debe ser llenado con hormigón desde la superficie hasta una profundidad mínima de 6m.
Efecto de los pozos
Eldeterioro
enla
calidad
química se asocia alapresencia de sustancias disueltas en el pozo
deabastecimiento a concentraciones no deseadas.
El bombeo de pozos causa convergencia delaguade distintas direcciones, si alguno de los flujoscontiene después
altaconcentración deun periodo
de unasustancia, de
concentración aumenta.Las
tiempo, esta sustancias
máscomunes que aumentan su concentración son NaCl y NO3, excepto si el pozo está cercano a una zona de residuos líquidos ya que estas sustancias son las utilizadas en los procesos industriales.
Efecto de los pozos
El deterioro en la calidad física se asocia a cambios en lacolor, sabor y temperatura. Un cambio en el color se debe al incremento gradual o súbito de partículas de roca en el agua. Si se trata de arcillas, el agua se torna turbia y azulada.
El tamaño de las partículas depende de la velocidad con que sedimentan. Si sedimentan lentamente, estas son arcillas, si lo hacen rápidamente son arenas.
La aparición gradual de partículas indica que el material granular fino no fue adecuadamente removido de la zona adyacente al pozo durante su periodo de producción. Esto puede provocar que las partículas migren al pozo y provoquen un colapso en la pantalla o una ruptura del casing.
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Efecto de los pozos
Acciones correctivas a cambios en la calidad del agua
Cambio en la Calidad
Causa del Cambio Acción Correctiva
Biológica
Movimiento de agua contaminada de capas
superficiales hacia el espacio anular.
Sellar el espacio anular con hormigón u otro material
impermeable y hacer una pila a los alrededores para desviar la
escorrentía superficial
Química
Movimiento de agua contaminada hacia el pozo de la superficie o de acuíferos poco
profundos.
Sellar el espacio anular. Si esto no elimina la contaminación, extender el casing a una mayor profundiad
(plegando un casing de menor diámetro al casing original).
Ascenso de agua de zonas con agua de baja calidad
Reducir la velocidad de bombeo y/o sellar la parte baja del pozo
Migración de partículas de roca en el pozo a través de la pantalla o fracturas penetradas por los
pozos abiertos.
Quitar la bomba y desarrollar nuevamente el pozo.
FísicaQuitar la pantalla, y si es posible,
instalar una nueva. Instalar un casing de menor diámetro dentro
Colapso de la pantalla o rupturadel casing
Gracias por su interés en estetema
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