Modelado Hidrogeoquímico en la cuenca del Río Calera

RODRIGUEZ, MÓNICA; LOPEZ, JOSE PABLO; BELLOS, LAURA; SALES, ADRIANA

Córdoba

Congreso; XIX Congreso Geológico Argentino.; 2014

La cuenca del río Calera se ubica al noreste de la provincia de Tucumán abarcando una superficie aproximada de 460 Km2. Forma parte de la cuenca Hidrogeológica de la Llanura Oriental Tucumana con un área aproximada de 17000 Km2. El río Calera circula entre las sierras de Medina -al oeste- y las sierras de La Ramada -al este-. La geología de la zona presenta un basamento metamórfico de bajo grado y afloramientos cretácicos compuestos por areniscas que rodean los núcleos de las Sierras de La Ramada y Medina. En discordancia se apoyan los sedimentos terciarios de origen lacustre de la Formación Río Salí, constituidos en su parte basal por areniscas medianas a finas blancas bien seleccionadas, seguidas hacia arriba por una alternancia de limolitas y arcilitas donde se intercalan bancos de yeso y calizas oolíticas. En el tramo superior de esta unidad existen bancos discontinuos de halita interestratificados en arcilitas verdes y pardas. Finaliza la secuencia con los sedimentos del Cuaternario formados por materiales aluvio-coluviales. El ambiente hidrogeológico es un ambiente característico de sedimentación aluvial influido por el aporte de materiales finos que provienen desde las sierras del nordeste de Tucumán. El objetivo de este trabajo es plantear un modelo hidrogeoquímico que simule las posibles interacciones aguaroca que controlan la naturaleza química de las aguas de la zona. Para llevar a cabo la metodología se realizaron análisis fisicoquímicos de cuarenta y cuatro muestras de agua tomadas de cuerpos de agua superficial y del acuífero freático y semiconfinado. Se determinaron las concentraciones de sodio, potasio, calcio, magnesio, bicarbonato, sulfato y cloruro, además de pH y conductividad eléctrica, mediante técnicas analíticas normatizadas. Se obtuvieron una gran cantidad de datos a los que se aplicó el Análisis de Componentes Principales (PCA) mediante el cual se determinó que las variables que mejor representan la zona de estudio corresponden a sulfato, bicarbonato y sodio. El análisis por PCA también arrojó como sitios de muestreo representativos cuatro pozos freáticos (F16, F11, F6 y F14) y cuatro El modelo hidrogeológico conceptual de la cuenca se basa en que la zona de recarga de los acuíferos se ubica en el extremo austral de las sierras de La Ramada y Medina donde se dan las mayores precipitaciones. Parte del agua escurre por los cauces superficiales y parte se infiltra debido a que en esta zona se encuentran los niveles permeables, constituidos por material gravo-arenoso, que permiten la infiltración del agua precipitada y del agua aportada por los ríos y arroyos. El agua infiltrada circula por los sedimentos permeables hacia zonas topográficamente más bajas, ubicadas al sudeste de la cuenca. Este sistema transfiere el agua a sistemas más profundos con una dirección del flujo subterráneo, que coincide con la pendiente regional del terreno, predominante noroeste ? sudeste. La granulometría es muy gruesa en la faja inmediata a los relieves montañosos, disminuyendo hacia el este donde las gravas son sustituidas progresivamente por sedimentos más finos. Se pudieron diferenciar tres tipos de acuíferos con características bien definidas. El acuífero libre constituido por gravas con cantos de rocas metamórficas y arena rosada cuarzosa. El acuífero semiconfinado (secuencia superior) está formado por gravas con cantos de rocas metamórficas y cuarzo subordinados, arenas líticas e intercalaciones de limos y arcillas pardas. El acuífero semiconfinado (secuencia inferior) está constituido por arenas cuarzosas blanquecinas intercaladas con potentes paquetes limo arcillosos rojizos (DUrso et al. 2007). Se desarrollaron modelos directos los cuales consideran la composición inicial de una solución y, establecidas las reacciones hidrogeoquímicas que se piensa tienen o tendrán lugar en el sistema, se obtiene como resultado una solución final que es el producto de dichas reacciones. Estos modelos contemplan también las simulaciones de mezclas de aguas mediante la incorporación de dos soluciones iniciales. Para la modelación se usaron herramientas contenidas en el programa PHREEQC 2.8, ampliamente difundido en la literatura (Lecomte et al. 2005, Sharif et al. 2008). Las fases minerales usadas para el desarrollo del modelo se escogieron considerando las variables obtenidas mediante el PCA y acorde a la mineralogía principal de las rocas de la zona: calcita, aragonita, yeso, anhidrita, halita y dolomita. Se incluyeron también feldespato potásico, ca-montmorillonita y albita por ser minerales abundantes en la zona y se consideró como fase gaseosa el dióxido de carbono. Se modelaron tres sectores: El Sunchal, La Corzuela y San José. En la zona de El Sunchal (norte) el agua del acuífero freático se clasificó como sulfatada cálcica (según diagrama de Piper) así como el agua superficial del río Calera. Se planteó como hipótesis que el quimismo del agua freática podría deberse a la mezcla del agua del río y el agua de lluvia que reaccionarían con las fases minerales presentes en la región. Se consideró además que esta zona está influenciada por el aporte de material de origen terciario. El modelo sugerido presentó la composición química del pozo freático F16 como una mezcla de aguas, superficial y de lluvia, con disolución de sulfatos (yeso/anhidrita). En zona de La Corzuela se modeló la composición del agua freática (bicarbonatada sódica) siguiendo la dirección del flujo subterráneo. Se consideró para diseñar este modelo la hipótesis de reacción química entre el agua freática y las fases minerales por la que circula incluyendo la posibilidad de un intercambio catiónico directo. Se obtuvo la composición química del pozo F12 (que se encuentra aguas abajo, en la dirección del flujo subterráneo y vinculado hidráulicamente) a partir de la reacción del agua del pozo F10 y los minerales presentes en la región indicando disolución de calcita, aragonita y halita. En la zona de San José, al sudeste de la cuenca, se modeló el agua correspondiente al acuífero semiconfinado (aguas cloruradas y/o sulfatadas sódicas y/o cálcicas). Se planteó la hipótesis de que la composición del agua profunda en esta zona sería consecuencia de la reacción entre el agua proveniente del noroeste de la cuenca y los minerales presentes en el sedimento incluyendo la posibilidad de un intercambio catiónico directo. Según estudios hidrogeológicos realizados en esta área, existen allí importantes estructuras terciarias que tendrían influencia en la composición de las aguas. Se obtuvo la composición química del pozo S8 a partir de las reacciones del agua del pozo S6 y minerales presentes indicando disolución de yeso, halita y anhidrita. Se puede concluir, acorde al modelado realizado, que los principales procesos que se producen en la zona son de disolución y/o hidrólisis de minerales presentes en las rocas. En la zona norte de la cuenca del río Calera las aguas poseen altos contenidos de sulfatos y calcio debido a que circulan por sedimentos finos del terciario con intercalaciones de yeso. En el acuífero freático de la zona de La Corzuela, los valores elevados de bicarbonato se deben a que las aguas al infiltrarse circulan por sedimentos loéssicos que presentan en su composición calizas, dolomitas, feldespatos potásicos, además de micas y vidrio volcánico. En la zona sudeste de la cuenca las aguas son sulfatadas cálcicas debido a la litología terciaria por la que circula.