HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO Presenta: Dr. Arturo Hernández Antonio heran@itesm.mx X Congreso Nacional de Aguas Subterráneas Ixtapa, Guerrero, México, Octubre 2015

INTRODUCCIÓN El acuífero Atemajac-Toluquilla (AT), se localiza en el noroeste de México, estado de Jalisco Fuente de abastecimiento de la ZM-Guadalajara Rifts Tepic-Zacoalco, Colima y Citala: Triple Unión de Jalisco Zona hidrotermal Caldera La Primavera En pozos (3 km) se han medido temperaturas entre 80 a 300 C Altas concentraciones de Na, Cl, SiO2, HCO3, B, F y TDS Heterogeneidad de parámetros químicos Dos flujos: local y regional HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

INTRODUCCIÓN Objetivo: Determinar el origen y evolución de los procesos químicos del agua subterránea Mediante: Métodos estadísticos y geoquímicos: grupos de agua y los factores que controlan los procesos químicos de agua subterránea Trazadores: evolución química, mezcla de los fluidos por medio de un análisis multivariado y validado por un balance de masa de cloruro HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

METODOLOGÍA Muestreo y análisis: 40 muestras de agua Muestreo, conservación y análisis Sitios: T, pH, CE y OD Cationes y aniones: (ICP-MS) y cromatografía iónica Elementos: SiO2, Fe, Sr, Zn, F, Li, Mn, As Duplicados: (ICP-OES) y cromatografía iónica HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

METODOLOGÍA Sitios de muestreo HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

METODOLOGÍA Toma de muestras HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

Análisis en laboratorio METODOLOGÍA Análisis en laboratorio HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

METODOLOGÍA Técnicas de análisis: Análisis de conglomerados jerárquico (HCA) 20 variables: pH, T, CE, OD, Na, K, Ca, Mg, Cl, HCO3, SO4, NO3-N, Sr, Si, Fe, F, Zn, 3H, 2H, 18O. Li, Mn y Ba. Clasificación del agua subterránea Análisis de componentes principales (PCA) la identificación de posibles procesos como la interacción agua-roca, mezcla, evaporación, procesos hidrotermales, la contaminación antropogénica y el transporte de contaminantes Hidrología isotópica: d18O, d2H y 3H origen y evolución del agua subterránea HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

METODOLOGÍA Técnicas de análisis: Patrones de mezcla del agua subterránea Agua de referencia-Miembros extremos PP (n=3): alta T, Cl, B, Li y Na (AS-hidrotermal) Sitio 12: alta salinidad, NO3, SO4, baja T (AS-contaminada) Sitio 37: baja T, salinidad (AS-fría) Proporciones de mezcla con el modelo M3 y balance de masas con cloruros

RESULTADOS Análisis de conglomerados jerárquico ASH=Agua subterránea hidrotermal ASM=Agua subterránea mezclada ASC=Agua subterránea contaminada ASF=Agua subterránea fría HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

RESULTADOS Análisis de conglomerados jerárquico ASH (n=6): alta T y salinidad, baja concentración de NO3, presencia de Li, Mn y Ba ASM (n=12): T disminuye, baja salinidad, trazas de Li, M y Ba Mezcla del agua fría y termal ASC (n=3): baja T y salinidad, alta concentración de NO3 y SO4 ASF (n=22): fría, baja T y salinidad, alta NO3; agua de recarga HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

RESULTADOS Análisis de componentes principales (PCA) PC1-42%: representa alta salinidad, correlaciones de T, Na y Cl indican influencia hidrotermal, mientras HCO3, Na y Sr podrían conectarse a la mineralización y los procesos de disolución de la roca, y el intercambio catiónico. Grupos ASH y ASM PC2-17%: T se relaciona de forma inversa DO, 3H, y en menor grado, NO3 y SO4, lo que sugiere que este factor representa afectación por actividades humanas: urbanas o agrícolas. SO4 contaminación infiltración de fertilizantes. Grupo ASC HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

RESULTADOS Análisis de componentes principales (PCA) PC3-11%: la relación lineal entre 2H y 18O revela agua de recarga. Relación con T indica las condiciones de recarga en diferentes condiciones. Grupo ASF PC4-7%: indicativo de la disolución de los minerales que contiene F. Grupo ASM y ASH HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

RESULTADOS Hidrología Isotópica Se utilizan para estudiar el origen y la evolución del agua subterránea AS-origen meteórico con evaporación variable 18O más pesados se atribuye a la evaporación o influencia hidrotermal Agotamiento isotópico, indica que la recarga por agua meteórica es baja Desplazamiento de O18 corresponde a un efecto geotérmic y la mezcla con las aguas meteóricas Mezcla entre ASF y ASH

RESULTADOS Hidrología Isotópica Se utilizan para estudiar el origen y la evolución del agua subterránea Aumento de Cl en comparación con otros grupos evidencias mezcla con fluidos hidrothermal y tiempos de residencia largos Se observa un efecto de altitud

RESULTADOS Hidrología Isotópica Se utilizan para estudiar el origen y la evolución del agua subterránea ASH: bajo contenido de 3H y 14C, agua antigua ASM: bajo contenido de 3H y mayor contenido de 14C, mezcla ASC y ASF: mayor contenido de 3H y 14C, agua de recarga reciente, agua moderna

RESULTADOS Patrones de mezcla del agua subterránea HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

CONCLUSIONES Origen y evolución de los procesos químicos del agua subterránea Métodos estadísticos y geoquímicos Trazadores y análisis químicos HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

PAPER COMPLETO HIDROLOGÍA ISOTÓPICA Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA ATEMAJAC-TOLUQUILLA, JALISCO

AGRADECIMIENTO

GRACIAS POR SU ATENCIÓN Oportunidad de: Postdoctorado Doctorado Maestría 100% beca de colegiatura por el ITESM Beca CONACYT Dr. Arturo Hernández Antonio heran@itesm.mx www.centrodelagua.org