FLÚOR, AGUA SUBTERRÁNEA Y DEPÓSITOS MINERALES EN EL NORTE DE MÉXICO X CONGRESO NACIONAL DE AGUAS SUBTERRÁNEAS 14 – 16 Octubre de 2015. Ixtapa, Zihuatanejo, Gro. FLÚOR, AGUA SUBTERRÁNEA Y DEPÓSITOS MINERALES EN EL NORTE DE MÉXICO   María Socorro Espino Valdés, Alba Yolanda Précoma, Adán Pinales, Humberto Silva, María de Lourdes Villalba y Rodrigo De la Garza Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Chihuahua F18.9

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N Fuente: CNA 6 1 2 K i l o m e t r s A c u í f e r o s b x p l t a d J R G D H U - M T F L V Z P m n Q . 1 ( i ) 6 1 2 K i l o m e t r s Fuente: CNA

SOBREEXPLOTACIÓN DE ACUÍFEROS Descenso en niveles piezométricos Aumento en costos de explotación Deterioro de la calidad del agua Modificaciones en el régimen de los ríos SOBREEXPLOTACIÓN DE ACUÍFEROS Cambios en las propiedades de los acuíferos Salinización de suelos Desertización progresiva Inducción de hundimientos Abandono de pozos

Presencia del flúor en el agua subterránea del Estado de Chihuahua

FLÚOR F18.9 El flúor frecuentemente se asocia con la presencia de hidrotermalismo y la actividad volcánica; es común encontrarlo en las aguas subterráneas de regiones desérticas En altas concentraciones en el agua de consumo provoca fluorosis dental y ósea.

Fuentes de flúor Rocas de origen volcánico, sedimentario y metamórfico (fluorita: CaF2; fluoroapatita: Ca5(PO4)3F; apatita) Aguas hidrotermales Actividades industriales (manufactura de acero, Cu y Ni; fertilizantes, cerámicas, curtiduría, etc.) SU PRESENCIA EN EL AGUA SE VE FAVORECIDA POR LA EXISTENCIA DE SUELOS ARCILLOSOS

Factores hidrogeológicos que determinan la concentración de minerales en el agua subterránea CLIMA. Controla la cantidad de agua en el sistema GEOMORFOLOGÍA. Determina los límites de los sistemas. Es considerada como la fuente de energía del flujo subterráneo GEOLOGÍA. Determina los patrones de flujo y la geoquímica del agua

Distribución de flúor en el mundo

Presencia del flúor en el agua subterránea del Estado de Chihuahua

Afloramientos de rocas volcánicas en el Estado de Chihuahua

Objetivo Flores Magón-Villa Ahumada Laguna La Vieja Buenaventura Determinar el origen, contenido de fluoruros, así como la composición hidrogeoquímica de las fuentes de suministro de agua potable en los siguientes acuíferos del estado de Chihuahua: Flores Magón-Villa Ahumada Laguna La Vieja Buenaventura Casas Grandes

Características de la zona Región hidrográfica RH34 (Cuencas Cerradas del Norte) Clima extremoso favorecido por la presencia de la SMO - BWkw subtipo muy seco templado - BSokw subtipo seco templado Isoyetas de 300 a 500 mm anuales

Formación escasa de suelo con vegetación pobre Pastizales naturales, halófilos e inducidos (45%) Matorral desértico (25%) En SMO se encuentran bosques de encino y pino (15%) Agricultura de riego (5%) Zonas urbanas (0.3%)

Topografía

Hidrografía

Hidrogeología Dentro de los acuíferos Casas Grandes, Buenaventura, Laguna La Vieja y Flores Magón-Villa Ahumada se encuentran materiales conosolidados y no consolidados, con permeabilidades bajas, medias o altas. En la SMO prevalecen materiales consolidados en rocas de composición andesítica-basáltica. La lluvia es transportada y depositada desde el frente de montaña a los acuíferos. En valles y llanuras prevalecen materiales no consolidados: - Baja permeabilidad: suelos limo-arcillosos en zonas de inundación con pendientes muy bajas - Permeabilidad media: depósitos de origen aluvial. Predominan sedimentos de textura mediana a gruesa (unidad geohidrológica más importante en la zona) - Alta permeabilidad en acuífero FM-VA y un área pequeña del acuífero Buenaventura (zonas desérticas)

Geología local Rocas ígneas extrusivas (35%) Rocas sedimentarias (23%) Suelos (42%) Sierras con rocas de origen volcánico (feldespatos, piroxenos, amphibolitas) Suelos alcalinos favorables a la disolución de F Algunos paquetes de calizas asociados a la Formación Aurora

Fallas y minas Fallas y fracturas cercanas a los límites de los acuíferos Minas y yacimientos minerales dentro del mismo patrón de fracturas Depósitos ricos en Pb, Zn, Ag, Cu, Au y Fe que se correlacionan positivamente con la presencia de F Hidrotermalismo (Ojo Caliente) Flúor = 7.5 mg/l

Puntos de muestreo

RESULTADOS

Caracterización hidrogeoquímica Familias de agua dominantes: Grupo 1: Sulfatadas cálcicas o cálcico-sódicas Grupo 2: Sulfatadas-bicarbonatadas sódicas Grupo 3: Bicarbonatadas cálcicas o cálcico-sódicas Grupo 4: Bicarbonatadas sódicas o sódico-cálcicas Grupo 5: Bicarbonatadas sódico-cálcicas o sódicas Grupo 6: Bicarbonatadas sódico-cálcicas Grupo 7: Bicarbonatadas sódicas Grupo 8: Bicarbonatadas cálcicas o cálcico-sódicas

Nivel de saturación con respecto a la fluorita (CaF2)

Correlación positiva de F- con la presencia de As

Presencia de flúor (resultados) Número de muestras analizadas: 75. El 77.6% (59 muestras) superan el LMP por la NOM (1.5 mg/l) La mayoría de las muestras se encuentran en el rango de 2-4 mg/l. Media: 3.57 mg/l Desviación estándár: 3.55 mg/l

Isolíneas de concentración de fluoruros

Isolíneas de concentración de sodio

Isolíneas de concentración de arsénico

Presencia de flúor (resultados) Concentraciones de F- aumentan hacia el centro de los valles en cada acuífero  Origen de flúor en agua subterránea: lixiviado de rocas volcánicas y zonas mineras ubicadas dentro de las serranías. También existe un área hidrotermal

Zonas potenciales y presencia de flúor

Zonificación del flúor

Conclusiones El agua subterránea en la zona se origina por la precipitación pluvial y los escurrimientos superficiales y sub-superficiales provenientes de las sierras aledañas que favorecen la recarga Las características hidrogeoquímicas, incluída la presencia en altas concentraciones de flúor se relaciona con la litología, el clima y la geomorfología del área El carácter preferentemente alcalino del agua y de los materiales por donde ésta circula ha favorecido la disolución del flúor, obteniendo como resultado su movilidad dentro del agua subterránea

TRATAMIENTO PARA ELIMINACIÓN DEL FLÚOR PROCESOS ESPECÍFICOS AVANZADOS Alúmina Activada Intercambio Iónico Filtración con Carbón Activado Ósmosis Inversa Sulfato de Aluminio

SISTEMAS DE TRATAMIENTO MEDIANTE ÓSMOSIS INVERSA

Etapas del proceso: . Cloración . Remoción de sólidos · Eliminación de dureza · Desmineralización (ósmosis inversa) · Desinfección

SISTEMA DE DESALINIZACIÓN

PLANTAS DE O.I. EN LA ZONA DE ESTUDIO Acuífero No. de plantas Buenaventura 4 Casas Grandes 9 Flores Magón-Ahumada 11

GRACIAS