Metamorfosis de las del sistema hidrográfico Santa María-Río Verde, México David Vinicio Carrera Villacrés Jazmin Ramírez García Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE. Departamento de Ciencias de la Tierra y la Construcción. Ecuador San Juan-Argentina, 2013

1. INTRODUCCIÓN Los recursos agronómicos de las regiones áridas y semiáridas son los menos explotados en México, a pesar que se consideran con un alto potencial, y debido a las demandas de la población creciente su estudio contribuirá al desarrollo de estas regiones que representa el 60% del país. En la zona de estudio por su pasado geológico se tienen grandes reservas de sales que a través del desconocimiento de los procesos de metamorfosis que ocurren en las aguas pueden generar graves problemas a los suelos al incorporarlos a la agricultura.

2. OBJETIVOS El objetivo del presente trabajo fue conocer la meteorización geoquímica por evaporación de las aguas, y sus efectos sobre los cultivos del sistema hidrográfico Santa María-Río Verde. En irrigación es necesario estudiar la composición química de las aguas para determinar el tipo de salinidad dominante, sobre todo si éstas tienen contacto con antiguos fondos marinos, evaporitas, que transportan sales depositadas hace millones de años desde los estratos profundos hacia la superficie, lo cual puede afectar suelos y cultivos.

Desarrollo de la Plataforma Valles-San Luis en el Cretácico Desarrollo de la Plataforma Valles-San Luis en el Cretácico. Aproximadamente entre 140 y 60 millones de años.

4. MATERIALES Y MÉTODOS El estudio se realizó en los estados de Querétaro y San Luis Potosí. Este trabajo fue una investigación no experimental, el estudio fue prospectivo, en donde toda la información se recogió de acuerdo a los criterios del investigador y para los fines específicos de la investigación, después de la planeación de la misma (Méndez et al., 1986).

Métodos para análisis de aguas

Métodos para la evolución geoquímica de las aguas de Río Verde Hardie y Eugster (1970) y Moya et al. (1990) proponen un modelo para estudiar el origen de la composición química del agua de manantiales y lagos, basado en la concentración por evaporación en equilibrio con la atmósfera. En el presente trabajo se siguió ese modelo y se comprobó con un experimento de reconcentración de sales del manantial de Media Luna por evaporación a 1000 mL, 750 mL, 500 mL y 250 mL. Después se realizaron las determinaciones físicos y químicas que se describen en el análisis de aguas para cada muestra evaporada. Finalmente se hizo las interpretaciones de su evolución química de acuerdo a Garrels y Mackenzie (1967), Hardie y Eugster (1970) y Eugster y Hardie (1978).

5. RESULTADOS Composición iónica de las aguas del sistema hidrográfico Santa María-Río Verde

Precipitación de la calcita Cuando el agua se evapora los componentes disueltos se concentran y precipitan una secuencia de minerales en el orden de las solubilidades crecientes, debido a la baja solubilidad el primero en depositarse es la calcita (CaCO3). Ca2++CO32-→CaCO3 Durante la precipitación de la calcita el producto de la actividad iónica se mantiene constante e igual al producto de solubilidad de la calcita. [Ca2+]x[CO32-]=Kcalcita A bajas salinidades las concentraciones varían como las actividades, el producto de las concentraciones del Ca2+ y del CO32- se mantienen aproximadamente constantes. [Ca2+]x[CO32-]=Constante

Precipitación de la magnesita La concentración de la solución del CO32- puede volverse inferior a la concentración del Ca2+, lo que desvía la solución de la vía alcalina hacia una vía sulfatada. En caso de precipitación de carbonato de magnesio (magnesita), el consumo de CO32- por este mineral también puede permitir que la concentración del CO32- se vuelva inferior a la del Ca2+ y desviar así la solución hacia una vía sulfatada. Mg2++CO32-→ MgCO3

Precipitación del yeso En la vía neutra el siguiente mineral que casi siempre se precipita es el yeso (CaSO4.2H2O). Ca2++SO42-+2H2O→CaSO4.2H2O Aquí también rige el mismo mecanismo que para la calcita. El producto de actividades debe quedar constante e igual al producto de solubilidad del yeso. [Ca2+]x[SO42-]x[H2O]2→CaSO4.2H2O La primera aproximación, es que el producto de las concentraciones del Ca2+ y del SO42- se debe mantener constante. [Ca2+]x[SO42-]=Constante Si al principio de la precipitación del yeso hay más SO42- que Ca2+, entonces la solución se concentrará en SO42- y se empobrecerá en Ca2+, obteniéndose salmueras sulfatadas de tipo general Na/SO4-Cl. Si al contrario hay más Ca2+ que SO42- cuando empieza a precipitar el yeso, es el Ca2+ que se concentrará hasta producir salmueras cálcicas de tipo Na-Ca/Cl.

Determinación cualitativa de las vías evolutivas La alcalinidad mide la reserva alcalina de la solución disponible para neutralizar ácidos fuertes: [alc] = [CO32-] + [HCO3-] + [OH-] + [boratos] + [silicatos] - [H+] La alcalinidad es la diferencia entre la suma de los cationes de bases fuertes y la suma de aniones de ácidos fuertes. [alc]>[Ca2+] y [alc]>[Ca2+]+[Mg2+]→vía carbonatada [alc]>[Ca2+] y [alc]<[Ca2+]+[Mg2+]→vía sulfatada alcalina o directa [alc]<[Ca2+] y [alc]+[SO42-]>[Ca2+]→vía sulfatada neutra [alc]<[Ca2+] y [alc]+[SO42-]<[Ca2+]→vía cálcica

Comprobación de las vías evolutivas por evaporación 750 mL de evaporación 500 mL de evaporación 250 mL de evaporación 1000 mL Evolución o meteorización de las agua del Manantial de Media Luna por evaporación

Análisis multivariado de componentes principales del sistema hidrográfico Santa María – Río Verde El primer componente principal explica el 61% de la varianza total, el segundo el 20% y el tercero el 8%. Los atributos más significantes son la conductividad eléctrica (CE) y la concentración de magnesio para el primer factor, la concentración de calcio y la relación de adsorción de sodio ajustada (RASaj) para el segundo y el pH para el tercero.

6. CONCLUSIONES Por su pasado geológico marino la salinidad primaria predominante en el sistema hidrográfico Santa María-Río Verde es sulfatada cálcica, así se tiene la impresión que existen condiciones favorables para los suelos y cultivos. No obstante, se descubrió una bolsa de acumulación clorhídrica sódica y con seguridad existen más, por lo tanto es necesario realizar un estudio exhaustivo de aguas y suelos antes de incorporarlos a la agricultura. Además, la salinidad primaria cambia por efecto de las aguas urbano-industriales y la evolución por evaporación del sistema, lo demostró el modelo de meteorización y el experimento de reconcentración. El sistema toma la vía evolutiva sulfatada neutra, es decir, las concentraciones de Na+, Mg2+ y SO42- incrementan considerablemente. Por lo tanto, los suelos y cultivos están afectados.

Muchas gracias por la atención