tesis maestría gÓmez - unal.edu.co

GEOLOGÍA, GEOFÍSICA, HIDROGEOQUÍMICA E ISÓTOPOS, COMO HERRAMIENTAS PARA DEFINIR UN MODELO CONCEPTUAL HIDROGEOLÓGICO, CASO DE APLICACIÓN: ACUÍFERO COSTERO MUNICIPIO DE TURBO

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Escuela de Geociencias y Medio Ambiente Posgrado en Aprovechamiento de Recursos Hidráulicos 5-1

Capítulo 5.

HIDROGEOQUÍMICA

La hidrogeoquímica trata del origen, los procesos y la evolución de la composición del agua almacenada en las unidades hidrogeológicas. Ésta es una herramienta básica que, además de determinar la calidad natural del agua para diferentes usos, mediante análisis fisicoquímicos e isotópicos, aporta la siguiente información al modelo hidrogeológico conceptual: Identificación de zonas de recarga y descarga, dirección del flujo subterráneo, mezclas e interconexiones de agua de diferentes orígenes (aguas superficiales y subterráneas, entre acuíferos), origen del agua subterránea, tiempo de residencia de las aguas subterráneas, identificación de ocurrencias de aguas termales y minerales.

Las propiedades físicas y la composición química del agua, se definen a partir de los análisis de muestras recogidas de las captaciones, siguiendo un protocolo de recolección y transporte determinado, para que estas lleguen adecuadamente al laboratorio y sean analizadas.

5.1 INVENTARIO DE CAPTACIONES DE AGUA SUBTERRÁNEA

Con el fin de establecer una red o puntos de muestreo, para determinar las propiedades físicas y la composición química del agua, se realizó previamente un inventario de captaciones de aguas subterráneas en la primera fase de campo. El inventario identificó que la gran mayoría de captaciones son tipo aljibe, para uso doméstico, y un número más reducido de pozos para uso agrícola. La Tabla 17 presenta el total de captaciones inventariadas por tipo. La Figura 57 muestra la ubicación de las captaciones en la zona de estudio.

Tabla 17. Captaciones inventariadas

Tipo de Captación Número Aljibe 69

Manantial 3 Pozo 19 Total 91


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Figura 57. Captaciones de aguas subterráneas en la zona de estudio


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5.2 MUESTREO AGUAS SUBTERRÁNEAS

Los criterios para elegir los sitios de muestreo a partir del inventario de captaciones, fueron sencillos:

• Tratar de tomar muestra de todos los pozos activos, para obtener información de los acuíferos más profundos.

• Elegir un número de aljibes, distribuidos en toda la zona de estudio, para caracterizar el agua del acuífero superficial, que es el más explotado actualmente.

La elección de una buena red de monitoreo, tema tratado en el capítulo 2, obedece a propósitos específicos, que dependen de la infraestructura de piezómetros o captaciones existentes entre otros. En vista que en la zona de estudio aun no hay piezómetros en las diferentes unidades acuíferas, los sitios elegidos para el muestreo, corresponden a los sitios donde fue posible realizarlo tanto por ubicación y representatividad, como por logística.

5.2.1 Sitios de muestreo

Los sitios donde se tomaron muestras, se presentan en la Figura 58. Se eligieron 10 aljibes y 8 pozos.


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Figura 58. Sitios de muestreo para análisis fisicoquímico


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5.2.2 Metodología del muestreo

Para el muestreo, la preservación y manejo de las muestras se siguió la norma técnica colombiana NTC-ISO 5667-11 (Guía para el muestreo de aguas subterráneas) y NTC-ISO 5667-3 (Directrices para la conservación y el manejo de muestras) respectivamente. Se tuvieron en cuenta también las sugerencias hechas por los laboratorios, con respecto al tipo de ácido y cantidad, y los volúmenes de muestra para analizar varios parámetros a la vez.

5.2.2.1 Recipientes y rotulado

Se emplearon recipientes en polietileno de 50 ml para los cationes (Ca+2, Mg+, K+, Na+ y Mn+2) y de 2000 ml para los demás parámetros (alcalinidad, durezas, aniones, color, turbiedad, sólidos disueltos y suspendidos).

Previo al llenado de los recipientes con el agua de muestra, se rotularon con cinta de enmascarar, indicando el nombre de la finca o lugar, el código asignado a la captación según el inventario, y la hora de toma de la muestra con la fecha.

5.2.2.2 Transporte

Las muestras se transportaron en neveras de icopor con suficiente hielo para mantenerlas a una temperatura cercana a los 4°C. Se recogían en horas de la mañana, y se enviaban vía aérea desde el municipio de Apartadó hacia Medellín para ser recibidas por los laboratorios en horas de la tarde del mismo día.

5.3 ANÁLISIS FISICOQUÍMICO

El análisis, consistió en determinar las concentraciones de cloruros, bicarbonatos, sulfatos, nitratos, nitritos, calcio, magnesio, sodio, potasio, magnesio, manganeso, hierro, dureza total, dureza cálcica, dureza magnésica, alcalinidad, y las propiedades físicas como la temperatura, la conductividad eléctrica, el color y la turbidez de las muestras de agua seleccionadas.

5.3.1 Resultados del análisis fisicoquímico

En la Tabla 18 muestra los resultados de los parámetros físicos analizados; la Tabla 19, los resultados de sólidos totales, suspendidos y disueltos; la Tabla 20, los de durezas total, magnésica y cálcica, y la Tabla 21, los resultados de los concentraciones de los iones.


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Tabla 18. Parámetros físicos

Muestra Temperatura (°C) pH Conductividad

eléctrica (µs/cm) Color

(U.P.C) Turbiedad

(N.T.U) A5 28.10 6.65 664.00 1.33 0.70

A61 28.30 6.26 908.00 5.90 14.30 A14 28.50 6.59 408.00 3.82 324.00 A20 28.90 6.53 693.00 3.00 1.60 A23 29.90 6.06 405.00 1.75 5.86 A25 28.30 6.89 478.00 6.32 24.80 A32 28.80 7.20 1101.00 7.98 3.16 A38 28.60 6.73 1005.00 17.95 155.00 A4 28.60 6.82 845.00 5.07 8.10

A45 28.00 6.80 848.00 2.58 1.51 P1 28.00 7.02 883.00 7.10 40.40

P17 27.50 6.99 2460.00 28.34 21.60 P18 28.80 6.84 2080.00 6.73 8.40 P19 27.70 7.16 1162.00 23.77 6.82 P5 28.70 7.22 1479.00 20.86 8.60 P6 28.20 6.64 2430.00 2.99 7.08 P7 27.30 7.53 14400.00 84.20 10.20 P8 27.10 6.70 4180.00 26.30 55.60

Tabla 19. Resultados de sólidos

Muestra Sólidos suspendidos (mg/L)

Sólidos disueltos (mg/L)

Sólidos totales (mg/L)

A5 11.50 454.00 486.00 A61 1.50 624.00 626.00 A14 734.29 228.00 990.00 A20 1.00 448.00 452.00 A23 9.00 272.00 292.00 A25 17.33 304.00 322.00 A32 2.80 716.00 732.00 A38 19.00 606.00 626.00 A4 6.00 608.00 636.00

A45 8.00 554.00 564.00 P1 12.67 520.00 544.00

P17 8.50 1492.00 1502.00 P18 4.00 1242.00 1246.00 P19 25.00 732.00 758.00 P5 8.67 902.00 932.00 P6 5.20 1554.00 1560.00 P7 25.33 8496.00 8522.00 P8 25.33 2920.00 3072.00


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Tabla 20. Resultados de durezas y alcalinidad

Muestra Dureza total (mg/L CaCO3)

Dureza cálcica (mg/L CaCO3)

Dureza magnésica (mg/L CaCO3)

Alcalinidad (mg/L CaCO3)

A5 145.00 103.50 41.50 153.00 A61 405.00 150.00 255.00 406.00 A14 55.00 54.00 1.00 114.00 A20 242.00 123.00 119.00 190.00 A23 160.00 65.00 95.00 124.00 A25 86.00 35.50 50.50 212.00 A32 480.00 300.00 180.00 472.00 A38 440.00 180.00 260.00 468.00 A4 284.00 170.00 114.00 181.00

A45 315.00 180.00 135.00 286.00 P1 52.00 25.00 27.00 241.00

P17 475.00 105.00 370.00 626.00 P18 234.00 32.00 202.00 414.00 P19 170.00 55.00 115.00 560.00 P5 300.00 99.00 201.00 817.00 P6 670.00 145.00 525.00 400.00 P7 750.00 80.00 670.00 982.00 P8 860.00 240.00 620.00 476.00

Tabla 21. Resultados químicos

Muestra HCO3-

(mg/L) SO4

-2 (mg/L)

Cl- (mg/L)

NO3-

(mg/L) Na+

(mg/L) Ca+2

(mg/L) K+

(mg/L) Mg+2

(mg/L) Fe

(mg/L) Mn

(mg/L) A5 186.66 81.61 29.99 41.34 30.59 84.20 2.35 24.93 0.02 0.07

A61 495.32 22.41 32.49 0.50 81.88 57.80 0.78 59.29 1.94 4.73 A14 139.08 75.12 22.49 3.05 36.11 36.60 1.96 14.76 18.86 2.84 A20 231.80 22.93 69.98 13.48 36.80 67.20 17.20 29.52 0.14 0.88 A23 151.28 10.45 47.48 0.56 31.05 24.00 0.78 18.76 0.61 1.28 A25 258.64 21.63 12.50 0.43 28.29 42.60 16.03 15.97 1.97 0.37 A32 575.84 57.26 69.98 0.25 91.54 135.60 1.96 41.62 0.22 2.00 A38 570.96 4.53 77.48 1.81 60.03 84.00 1.56 60.26 13.92 0.98 A4 220.82 147.66 49.98 0.99 78.66 74.40 1.96 24.93 0.81 0.29

A45 348.92 50.54 89.97 1.99 82.57 75.40 2.35 33.15 0.13 0.50 P1 294.02 12.82 142.46 0.25 184.69 10.60 1.17 17.79 4.55 0.37

P17 763.72 19.56 499.84 1.93 395.60 50.00 2.74 91.48 1.98 0.95 P18 505.08 5.31 474.85 0.70 278.30 54.20 3.13 86.03 0.99 0.98 P19 683.20 6.08 74.98 0.87 246.10 21.80 2.35 25.65 1.40 0.34 P5 996.74 6.35 39.99 0.00 261.05 41.80 10.56 14.16 1.54 0.33 P6 488.00 5.83 599.81 0.19 326.60 65.20 2.35 101.52 0.57 2.00 P7 1198.04 14.12 4198.70 0.81 3394.80 44.40 133.72 147.62 1.84 0.19 P8 580.72 8.68 1174.60 0.50 528.77 120.40 3.52 156.09 9.24 0.31


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5.3.2 Evaluación de los resultados químicos

Para hacer las clasificaciones y determinar la calidad del agua, se debe hacer primero, una evaluación del análisis químico para verificar la consistencia de los análisis realizados en laboratorio. Esto se realiza, con un balance iónico (electroneutralidad) y la verificación de relaciones entre algunos iones y parámetros, los cuales indican que la muestra de agua fue analizada correctamente y los resultados son confiables.

5.3.2.1 Balance iónico

Mide la diferencia entre el total de aniones y cationes expresados en mili equivalentes por litro (meq/L), determinados analíticamente. El error del balance iónico, se define según la Ec 11, y hace parte de un requerimiento mínimo que debe hacerse dentro de la evaluación del análisis químico, para establecer la confiabilidad de los resultados del laboratorio.

Ec 11. ( ) ( )( ) 100*

anionescationesanionescationes%Error

∑+∑∑−∑

=

Los rangos de error para aceptar o no el análisis de una muestra de agua, dependen según la literatura, del valor de conductividad eléctrica (Custodio y Llamas, 1976), o de la sumatoria de aniones (Crites y Tchobanoglous, 2000). La Tabla 22 y Tabla 23 presentan los valores para cada criterio respectivamente

Tabla 22. Error aceptable en balance ionico según la conductividad eléctrica

Conductividad eléctrica (µs/cm) 50 200 500 2000 >2000 Error aceptable (%) ± 30 ± 10 ± 8 ± 4 ± 4

Tabla 23. Error aceptable en balance ionico según sumatoria de aniones

Σaniones (meq/L) Error aceptable (%) 0 - 3 ± 0.2

3 - 10 ± 2 10 -800 ± 5

Estos valores suelen ser conservadores, y por lo tanto, se acepta un valor máximo en el error del balance iónico de 10 %. La Tabla 24 presenta los errores en los balances iónicos de las muestras analizadas.

Tabla 24. Errores del balance iónico

Muestra Error balance ionico (%) A5 10 A61 10 A14 9


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Muestra Error balance ionico (%) A20 10 A23 2 A25 1 A32 6 A38 3 A4 7 A45 4 P1 6 P17 1 P18 1 P19 2 P5 8 P6 2 P7 9 P8 1

5.3.2.2 Relaciones entre iones y otros parámetros

Son relaciones que se evalúan para complementar un criterio de aceptación o rechazo de un análisis químico de una muestra de agua. Las relaciones son las siguientes:

La relación ( )KNaK+

debe ser menor al 20%

La relación ( )MgCaMg+

debe ser menor al 40%

La relación ( )4SOCaCa+

debe ser mayor al 50%

La relación ( )ClNaNa

+ debe ser mayor al 50%

La relación entre los sólidos disueltos (STD) y la conductividad eléctrica debe ser:

750550 .elecCond

STD. medido <<

La relación entre la conductividad eléctrica y el total de cationes debe ser:

11090 <∑

<l/meqcationes

elecCond

En el ANEXO C, se presentan las tablas para el cálculo del balance iónico y las relaciones entre iones y otros parámetros para cada muestra de agua.


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5.4 CLASIFICACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA

La gran variedad de componentes y características fisicoquímicas del agua natural, exige su clasificación en grupos, para tener una información breve y sencilla sobre la composición química.

5.4.1 Clasificación por dureza

Puede variar según la zona y el uso específico que se de al agua, por esta razón, en la literatura se encuentran rangos que pueden variar de un autor a otro. En la Tabla 6 y la Tabla 7, se presenta la clasificación según Custodio y Llamas (1976), y según Pérez (1997).

Tabla 25. Clasificación por dureza, Custodio y Llamas 1976

Tipo de agua mg/l como CaCO3 blanda 0 - 60 algo dura 61 - 120 dura 121 - 250 muy dura > 250

Tabla 26. Clasificación por dureza, Perez 1997

Tipo de agua mg/l como CaCO3 blanda < 100 medianamente dura 100 - 200 dura 200 - 300

La Tabla 27 presenta la clasificación por dureza para las muestras analizadas en la zona de estudio.

Tabla 27. Clasificación del agua subterránea por dureza, Perez 1997

Tipo de agua Muestra blanda A14, A25, P1 medianamente dura A5, A23, P19 dura A4, A20, A32, A38, A45, P5, P6, P7, P8, P17, P18

5.4.2 Clasificación por iones dominantes

La clasificación por iones dominantes utiliza herramientas gráficas para su representación. Se nombra el agua por el anión o catión que sobrepasa el 50% de sus sumas respectivas. Si ninguno sobrepasa el 50%, se nombran los dos más abundantes. Si conviene, se puede añadir el nombre de algún ion menor de interés y que esté en concentración anormalmente alta. El manejo y estudio de análisis químicos puede simplificarse con el


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empleo de gráficos y diagramas, en especial cuando se trata de hacer comparaciones entre varios análisis de aguas de un mismo lugar en épocas diferentes o de lugares diferentes (Custodio y Llamas, 1976).

Son múltiples los diagramas desarrollados con este fin: diagramas columnares, triangulares, circulares, poligonales, columnares logarítmicos, etc. Para la clasificación del agua subterránea, se emplearon los diagramas de Stiff y Piper.

5.4.2.1 Diagramas de Stiff

Para aguas subterráneas se utiliza la disposición mostrada en la Figura 7 (Capítulo 2). La Tabla 28 presenta los diagramas de Stiff para cada uno de las muestras de agua analizada.

Figura 59. Configuración del diagrama de Stiff para aguas subterráneas

Tabla 28. Diagramas de Stiff

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A4

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l) 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A5


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2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A14

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A20

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A23

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A25

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A32

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A38

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A45

2 2 4 4 6 6 8 8 10 (meq/l 10

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

A61


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4 4 8 8 12 12 16 16 20 (meq/l 20

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P1

4 4 8 8 12 12 16 16 20 (meq/l 20

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P5

4 4 8 8 12 12 16 16 20 (meq/l 20

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P6

40 40 80 80 120 120 160 160 200 (meq/l) 200

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P7

8 8 16 16 24 24 32 32 40 (meq/l 40

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P8

4 4 8 8 12 12 16 16 20 (meq/l 20

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P17

4 4 8 8 12 12 16 16 20 (meq/l 20

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P18

4 4 8 8 12 12 16 16 20 (meq/l 20

Na Cl

Ca HCO3

Mg SO4

P19


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La Figura 61 muestra los diagramas de Stiff para cada sitio donde se analizaron las características químicas del agua, y da una idea, de la variación de la composición química da las aguas subterráneas superficiales en la zona de estudio.

5.4.2.2 Diagrama Piper

La Figura 60 presenta la clasificación mediante el diagrama de Piper para las muestras analizadas.

Figura 60. Diagrama Piper


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Figura 61. Diagramas de Stiff para clasificación química del agua subterránea


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Según la representación gráfica de las muestras de agua, se obtiene la clasificación dada por la Tabla 29.

Tabla 29. Clasificación química del agua

Muestra Tipo de agua A5 Ca-Mg-HCO3-SO4 Cálcica magnésica bicarbonatada sulfatada A61 Mg-Na-Ca-HCO3 Magnésica sódica cálcica bicarbonatada A14 Na-Ca-Mg-HCO3-SO4 Sódica cálcica magnésica bicarbonatada sulfatada A20 Ca-Mg-Na-HCO3-Cl Cálcica magnésica sódica bicarbonatada clorurada A23 Na-Ca-Mg-HCO3-Cl Sódica cálcica magnésica bicarbonatada clorurada A25 Ca-Na-Mg-HCO3 Cálcica sódica magnésica bicarbonatada A32 Ca-Na-Mg-HCO3 Cálcica sódica magnésica bicarbonatada A38 Ca-Mg-Na-HCO3 Cálcica sódica magnésica bicarbonatada A4 Na-Ca-Mg-HCO3-SO4 Sódica cálcica magnésica bicarbonatada sulfatada A45 Na-Ca-Mg-HCO3-Cl Sódica cálcica magnésica bicarbonatada clorurada P1 Na-Cl-HCO3 Sódica clorurada bicarbonatada P17 Na-Mg-Cl-HCO3 Sódica magnésica clorurada bicarbonatada P18 Na-Mg-Cl-HCO3 Sódica magnésica clorurada bicarbonatada P19 Na-HCO3 Sódica bicarbonatada P5 Na-HCO3 Sódica bicarbonatada P6 Na-Mg-Cl-HCO3 Sódica magnésica clorurada bicarbonatada P7 Na-Cl Sódica clorurada P8 Na-Mg-Cl-HCO3 Sódica magnésica clorurada bicarbonatada

5.5 ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AGUA

Cuando la composición y características del agua se consideran bajo el punto de vista de una utilización o aplicación determinada, nace el concepto de "calidad". Mientras la composición en un instante y lugar determinados es única, la calidad puede ser múltiple y no queda perfectamente definida, hasta que el uso concreto a que se destine el agua no quede especificado. Se habla entonces de calidad para el consumo humano, para la agricultura o para cierto tipo de industria.

El agua subterránea de las captaciones en el municipio de Turbo, es para uso doméstico y uso agrícola. La calidad para uso agrícola depende de cada cultivo en específico y se considera que no es pertinente un análisis en el desarrollo de este trabajo. Para uso doméstico y consumo humano, se hace un análisis de calidad respecto a la resolución 2115 de 2007 (Tabla 30 y Tabla 31 ).

Tabla 30. Valores admisibles de características físicas del agua para consumo humano

Característica Valor Admisible Color verdadero < 15 UPC Turbiedad < 2 UNT


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Tabla 31. Valores admisibles de características químicas para consumo humano

Característica Valor Admisible (mg/L) Nitratos (NO-

3) 10

Calcio (Ca+2) 60 Cloruros (Cl-) 250 Hierro total(Fe) 0.3 Magnesio (Mg+2) 36 Manganeso (Mn+2) 0.1 Sulfatos (SO-2

4) 250

Alcalinidad total (CaCO3) 200

Dureza total (CaCO3) 300

Tabla 32. Captaciones que exceden valor admisible para características químicas

Característica Exceden valor admisible Nitratos (NO-

3) A5, A20 Calcio (Ca+2) A4, A5, A20, A32, A38, A45, P6, P8. Cloruros (Cl-) Pozo 6, Pozo 7, Pozo 8, Pozo 17, Pozo 18

Hierro total(Fe) A4, A14, A20, A23, A25, A32, A38, A45, A61, P1, P5, P6, P7, P8, P17, P18, P19

Magnesio (Mg+2) A32, A38, A61, P6, P7, P8, P17, P18 Manganeso (Mn+2) A4, A14, A20, A23, A25, A32, A38, A45, A61, P1,

P5, P6, P7, P8 P17, P18, P19. Sulfatos (SO-2

4) Ninguno Alcalinidad Total (CaCO3) A25, A32, A38, A45, A61, P1, P5, P6, P7, P8, P17,

P18, P19. Dureza Total (CaCO3) A25, A32, A38, A45, A61, P6, P7, P8, P17

Tabla 33. Captaciones que exceden valor admisible para características físicas

Característica Exceden valor admisible Color verdadero A38, P5, P7, P8, P17, P19 Turbiedad A4, A14, A23, A25, A32, A38, A61, P1, P5, P6, P7, P8, P17, P18, P19

5.6 VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE IONES, DUREZA Y ALCALINIDAD

Las siguientes figuras (Figura 62 a la Figura 72), pretenden mostrar la variación de las concentraciones de los principales iones, la alcalinidad y la dureza, en los sitios con información de muestras de agua analizadas, con el fin de identificar zonas con características de composición química similares, detección por contaminación antrópica o intrusión salina en la unidad de depósitos cuaternarios Qt1 (descrita en el capítulo 8).


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Figura 62. Variación de la concentración de bicarbonatos


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Figura 63. Variación de la concentración de cloruros


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Figura 64. Variación de la concentración de nitratos


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Figura 65. Variación de la concentración de sulfatos


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Figura 66. Variación de la concentración de sodio


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Figura 67. Variación de la concentración de calcio


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Figura 68. Variación de la concentración de magnesio


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Figura 69. Variación de la concentración de manganeso


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Figura 70. Variación de la concentración de hierro


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Figura 71. Variación de la dureza


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Figura 72. Variación de la alcalinidad


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Capítulo 6.

ISÓTOPOS AMBIENTALES

Con el análisis del fraccionamiento isotópico del 2H (deuterio) y 18O (oxígeno 18) de 20 muestras tomadas en el municipio de Turbo (aportadas por este estudio), y 29 entre el corregimiento de Nueva Colonia y el Apartadó (por parte de Corpourabá), de agua de pozos, aljibes, manantiales, aguas superficiales y de precipitación, se pretende establecer la relación entre el agua de precipitación y el agua subterránea de las unidades acuíferas de la zona de estudio.

6.1 MUESTRAS

Se tomaron muestras de agua de 28 pozos, 9 aljibes, 1 manantial, 3 fuentes de agua superficial, y el agua de precipitación de seis meses de lluvia. La identificación de los sitios se presenta en la Tabla 34, y su ubicación en la Figura 73

Tabla 34. Sitios de muestreo análisis isotópico Codigo Nombre

PT-01 Finca makaira (pluviometro, lluvia) PzC-08 Colegio La Teca PzC-11 Finca Panorama PzC-10 Finca Las Cuñadas PzC-15 Embarcadero Banacol PzC-04 Banacol nueva Colonia 2 PzC-03 Banacol nueva Colonia 1 PzC-19 Finca Rita Marìa PzC-05 Edgar Silva PzC-Gdlpe F. Guadalupe PzC-16 Embarcadero Banadex PzC-24 Finca Agromar PzC-22 Finca Banalinda PzC-09 Colegio Independencia de Antioquia PzC-18 Finca Antares PzC-20 Finca Tikal 2 PzC-17 Finca Las Niñas PzC-13 Finca Katia PzC-23 Finca La Tagua PzC-21 Finca La Magdalena S-Cqtos Mar Coquitos S-Rgde Río Grande


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Codigo Nombre PzC Astillero Casa Nova A14 La Macarena A20 La Caleta A23 La Vitrina A25 La Mareiba A32 Nueva Florida A38 Claudia María A45 Barrio Medellín A5 Villa Mary A61 El Niño Ramón M1 Manantial P1 Sinai P17 Surti abastos P18 Cerca al Paisa P19 Monterrey P5 Agroferrara P6 Julio Orozco P7 Sena P8 Maryuri Q1 Quebrada Brandi Q2 Quebrada La Arenera


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Figura 73. Muestras de agua para análisis isotópico


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6.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS

Las muestras fueron enviadas al laboratorio LA GEO, en El salvador, Centro América, para el análisis del fraccionamiento isotópico del 2H y 18O, cuyos resultados se presentan en la Tabla 35

Tabla 35. Fraccionamiento isotópico Codigo Nombre δ18O δD

PT-01 Precipitación febrero -9.04 -64.40 PT-01 Precipitación marzo -10.47 -73.24 PT-01 Precipitación abril -9.03 -64.43 PT-01 Precipitación mayo -10.45 -72.21 PT-01 Precipitación junio -9.06 -64.78 PT-01 Precipitación julio -9.03 -65.05 PT-01 Precipitación agosto -10.50 -72.62 PzC-08 Colegio La Teca -8.55 -61.66 PzC-11 Finca Panorama -7.37 -49.74 PzC-10 Finca Las Cuñadas -8.21 -57.93 PzC-15 Embarcadero Banacol -9.28 -66.98 PzC-04 Banacol nueva Colonia 2 -8.03 -57.35 PzC-03 Banacol nueva Colonia 1 -8.86 -64.84 PzC-19 Finca Rita Marìa -7.54 -52.26 PzC-05 Edgar Silva -8.78 -64.57 PzC-Gdlpe F. Guadalupe -8.17 -57.37 PzC-16 Embarcadero Banadex -7.88 -55.60 PzC-24 Finca Agromar -7.22 -49.60 PzC-22 Finca Banalinda -6.99 -49.60 PzC-09 Colegio Independencia de Antioquia -9.11 -68.42 PzC-18 Finca Antares -7.33 -49.93 PzC-20 Finca Tikal 2 -7.31 -51.34 PzC-17 Finca Las Niñas -7.44 -51.08 PzC-13 Finca Katia -7.19 -48.41 PzC-23 Finca La Tagua -7.49 -50.09 PzC-21 Finca La Magdalena -7.43 -50.76 S-Cqtos Mar Coquitos -1.21 -9.67 S-Rgde Río Grande -7.84 -54.36 PzC Astillero Casa Nova -8.36 -61.23 A14 La Macarena -6,55 -45,97 A20 La Caleta -5,77 -38,51 A23 La Vitrina -5,15 -36,04 A25 La Mareiba -6,18 -39,26 A32 Nueva Florida -5,48 -35,48 A38 Claudia María -6,44 -41,62 A45 Barrio Medellín -7,06 -49,65 A5 Villa Mary -6,07 -40,53 A61 El Niño Ramón -6,60 -43,94


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Codigo Nombre δ18O δD M1 Manantial -6,30 -41,11 P1 Sinai -7,20 -48,50 P17 Surti abastos -7,70 -54,98 P18 Cerca al Paisa -6,85 -47,04 P19 Monterrey -7,88 -54,90 P5 Agroferrara -6,73 -43,19 P6 Julio Orozco -6,66 -45,50 P7 Sena -5,75 -39,35 P8 Maryuri -6,81 -46,56 Q1 Quebrada Brandi -7,51 -53,10 Q2 Quebrada La Arenera -7,42 -49,88

6.2.1 Variación estacional de los isótopos en la precipitación

El 2H y el 18O, presentan el mismo comportamiento en los meses monitoreados. Los meses más húmedos son mayo y agosto, lo que se verifica observando valores más negativos de la desviación δ en estos meses. Febrero que es un mes seco, presenta valores menos negativos de la desviación δ (Figura 74 y Figura 75).

-11,00

-10,50

-10,00

-9,50

-9,00

-8,50

-8,00

Feb Mar Abr May Jun Jul Ago

d18O

Figura 74. Variación estacional del 18O en la precipitación


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-74,00

-72,00

-70,00

-68,00

-66,00

-64,00

-62,00

-60,00

-58,00

Feb Mar Abr May Jun Jul Ago

dD

Figura 75. Variación estacional del 2H en la precipitación

6.2.2 Línea Meteórica local

En vista que no se tiene análisis de la composición isotópica de la precipitación durante un año completo, no es posible construir la línea meteórica local. Los resultados del fraccionamiento isotópico de las muestras analizadas, se ubican y analizan respecto a las líneas meteóricas del Caribe y Colombia (Figura 77), cuyas expresiones son:

Caribe: δ2 = 8,36 δ18 + 8,97 ‰. (Hoyos et al, 1992)

Colombia: δ2 = 8 δ18 + 9,6 ‰. (Rodríguez, 2004)


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Figura 76. Ubicación de las muestras de agua respecto a las líneas meteóricas para El Caribe y Colombia

En la Figura 77 se puede observar, que no hay relación entre las aguas lluvias de los meses de marzo, mayo y agosto (círculo rojo) y el agua subterránea de las captaciones de la zona. También se puede observar que el acuífero donde se encuentran los pozos PzC-03 y PzC-05, se estarían recargado por precipitación de los meses de abril, junio y julio (círculo azul). La característica de estos pozos es que tienen una profundidad de 92 y 98 metros respectivamente. Como no se tiene más datos de precipitación de los otros meses (septiembre, octubre, noviembre, diciembre y enero, no es posible ver su composición isotópica y ver que relación tendrían con la recarga de las unidades acuíferas a las que pertenecen las otras captaciones.


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Figura 77. Características isotópicas de la precipitación

Dentro de este análisis, se incluyeron dos muestras de aguas superficiales, que corresponden a dos quebradas del municipio de Turbo y una muestra del río Grande (recuadro azul Figura 79), cuyas características isotópicas son muy similares al agua subterránea de pozos entre Nueva Colonia y el río Currulao y una muestra del río Grande (círculo azul Figura 78). Los pozos son PzC-11, PzC-13, PzC-17, PzC-18, PzC-19, PzC-20, PzC-21, PzC-22, PzC-23 y PzC-24 (recuadro rojo Figura 79), y el P1 y A45 del corregimiento El Tres. Estos pozos tienen una profundidad que varía entre 90 y 120 metros. Estas quebradas, nacen en el piedemonte occidental de la serranía de Abibe. El río Grande, nace más al interior de la serranía, lo que podría indicar, que la precipitación


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que alimenta estas corrientes desde la parte alta de sus cuencas, sería la fuente de recarga para este acuífero, indicando una conexión hidráulica con los estratos profundos del acuífero, seguramente por los pliegues en las rocas terciarias. Esta situación, sin confirmar con certeza, apoyaría la hipótesis sugerida en le estudio “Evaluación del agua subterránea en la zona de uraba, departamento de Antioquia” (INGEOMINAS, 1995), la cual sugiere que la recarga provenga de la serranía.

Figura 78. Relación de aguas superficiales con pozos


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Figura 79. Pozos con características isotópicas similares a aguas superficiales


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En la Figura 80, se podrían identificar 4 tipos de agua, relacionadas con formaciones acuíferas diferentes, según las características isotópicas de las muestras analizadas:

Una primera formación (círculo rojo Figura 80), estaría representada por los pozos analizados anteriormente (PzC-13, PzC-17, PzC-18, PzC-19, PzC-20, PzC-21, PzC-22, PzC-23 y PzC-24, los cuales se encuentran entre el corregimiento Nueva Colonia y el río Currulao, cuya característica principal, fuera de estar en una misma zona, es que tienen profundidades mayores a los 93 metros de profundidad.

Una segunda formación acuífera (círculo verde Figura 80), estaría representada por los pozos PzC-04, PzC-10, PzC-16 y PzC-Gdlpe. La característica de esta formación, es que seria menos profunda que la anterior, ya que los pozos tienen profundidades entre 50 y 90 metros, y se encontraría más al sur, en cercanías a Nueva Colonia.

Una tercera formación acuífera (círculo azul Figura 80), estaría representada por los pozos PzC-03, PzC-05, PzC-09 y PzC-15. La característica de esta formación es que se encontraría infrayaciendo la segunda formación con pozos entre 90 y 112 metros.

Una cuarta formación superficial, donde se incluirían los aljibes y pozos del municipio de Turbo (círculo negro Figura 80).

Esta clasificación de tipo de aguas por composición isotópica, referida a unidades acuíferas, se puede confrontar con el modelo hidrogeológico de la zona, para ver si hay correspondencia con los tipos de acuífero.


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Figura 80. Análisis de tipos de acuíferos

La muestra “mar coquitos” (Figura 81), presenta evaporación, ubicándose por fuera de las líneas meteóricas del Caribe y Colombia.


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Figura 81. Muestra que indica evaporación

tesis maestría gÓmez - unal.edu.co

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