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Adaptación de la Gestión de Recursos Hídricos al Cambio Climático: Desarrollo de herramientas de gestión y mecanismos de financiación sostenibles en tres

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Curso de Capacitación en Monitoreo Hidrológico

Tema: Isótopos en la hidrología

¿Cómo se usan los isótopos estables en hidrología?

Los isótopos estables son herramientas útiles para caracterizar variasdinámicas de agua diferentes dentro de una cuenca.

(Continúa en la siguiente diapositiva…)


(… Continuación)

Estas aplicaciones incluyen:

• Tiempo de residencia restrictivo, o el tiempo que le toma a unamolécula de agua moverse del punto a al punto b,

• Caracterizar cómo se mueve el agua dentro de la cuenca, incluyendo laindicación de posibles entradas (ej. Precipitación vs. aguassubterráneas) de agua a un sistema, qué sucede con el agua dentro delsistema y salidas (por ejemplo, agua perdida a aguas subterráneas vs.agua del sistema, y

• Determinar la mezcla y las rutas de flujo de agua dentro de un sistema.



(… Continuación)

Los isótopos estables son herramientas poderosas enhidrología, ya que:

• Se producen de forma natural dentro de una cuenca, y son trazadoresconservadores ideales ya que 2H y 18O son esencialmente la moléculade agua en sí misma,

• No reaccionan químicamente fácilmente con rocas y minerales atemperaturas encontradas en o cerca de la superficie de la Tierra,

• Sufren fraccionamiento durante la evaporación / condensación y através de procesos biológicos, con isótopos ligeros evaporados oabsorbidos preferentemente por la biota y los isótopos pesados que secondensan con la precipitación o son dejados por la biota.



Diagrama esquemático del proceso de fraccionamiento de isótopos porevaporación, condensación y evapotranspiración. Tenga en cuenta quelas aguas son más ligeras cuando se evaporan y son relativamente máspesadas cuando se condensan en forma de precipitación.

¿Cómo podemos saber de dónde viene el agua?

Las proporciones de isótopos estables en muestras de agua puedenanalizarse para determinar el agua "nueva" o el agua que caedirectamente de un evento de tormenta, del agua "vieja" o del agua quecayó en un evento de tormenta en el pasado y puede almacenarseen plantas, suelos o aguas subterráneas.

Estas relaciones están representadas por la notación por mil(representado con el símbolo ‰) se comparan con un estándar, y seconsideran "pesadas" o "enriquecidas" (más del isótopo más pesado) o"claras" o "agotadas" con respecto a el estandar.



(… Continuación)

Cada estándar corresponde a un par de isótopos o isótopos particular;estos estándares (y sus respectivas abreviaturas) son:

• Standard Mean Ocean Water (SMOW) - utilizado para hidrógeno yoxígeno,

• Pee Dee Belemnite (PDB): utilizado para carbono y oxígeno,• Aire atmosférico: utilizado para nitrógeno,• El meteorito Canyon Diablo (CD): utilizado para el análisis de azufre.

Las proporciones de isótopos pesados a ligeros de la muestra se puedencomparar con estas normas para determinar si la muestra estáenriquecida o agotada en relación con estos estándares. El grado deenriquecimiento o agotamiento puede indicar la fuente y la edad del agua


La separación del hidrograma se basa en las concentraciones relativas de 18O entre el agua “vieja” y la “nueva”. Las barras en la parte superior del gráfico muestran la precipitación, donde la línea más larga indica una mayor precipitación; agua “nueva” o agua recientemente caída como precipitación, la contribución a la descarga total del arroyo se muestra en azul claro mientras que el agua “vieja“ o agua almacenada en la cuenca durante un período de tiempo se indica en azul oscuro y se muestra la descarga total verde.

TRE- Tomografia por resistividad electrica

Tomografia por resistividad eléctrice es una técnica geofísica que utilizalas propiedades electricas de los depósitos (conductividad) para generarimágenes sub-superficiales que permiten mapear el contenido de agua endepósitos someros.


A. F. McClymont, etal 2010. Hydrol. Earth Syst. Sci., 14, 859–872

TRE- Tomografia por resistividad electricaFunciona con una malla de electrodos acoplados a un receptor conmultiples canales que hace la lectura del señal electico emitido por untrsnsmissor de pulso eléctrico.


TRE- Tomografia por resistividad electrica

Tomografia por resistividad eléctrice es una técnica geofísica que utilizalas propiedades electricas de los depósitos (conductividad) para generarimágenes sub-superficiales que permiten mapear el contenido de agua endepósitos someros.


A. F. McClymont, etal 2010. Hydrol. Earth Syst. Sci., 14, 859–872

Georadar- Radar de Penetración de Suelo

RPS es una técnica geofísica que utiliza emisiones electromagnéticas debanda ultra ancha que logran diferenciar los materiales en subsuelo ypuede ser utilizado para mapear los niveles de la napa freática.


Gracias

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