Intercambio iónico en la evolución hidroquímica subterránea. Caso de estudio: Cuenca del Arroyo El Pescado (Provincia de Buenos Aires)

CAROL E, KRUSE E, LAURENCENA P, ROJO A Y DELUCHI M.

Cordoba

Congreso; I Reunión Argentina de Geoquímica de laSuperficie; 2009

El intercambio iónico constituye junto con la disolución y alteración de minerales uno de los principales procesos que condicionan la hidroquímica del flujo subterráneo (Hem 1989, Coetsiers y Walraevens 2006). La superficie de los minerales que conforman los sedimentos de un acuífero (principalmente la fracción arcillosa) pueden tener cargas negativas que adsorben a los cationes disueltos en el agua. Modificaciones en la composición química del agua alteran el equilibrio entre la fase adsorbente y la solución, provocando que los cationes adsorbidos sean reemplazados por los nuevos cationes presentes en el agua. Ejemplos de este tipo de intercambio se observa en acuíferos costeros cálcicos afectados por intrusión marina (intercambio de Ca2+ por Na+) y en acuíferos que poseen arcillas con sodio intercambiable, en los que circulan aguas cálcicas procedentes de formaciones aledañas o de otros sectores del mismo acuífero (intercambio de Na+ por Ca2+) (Nadle 1980, Magaritz y Luzier 1985, Apelo y Postma 2005). El objetivo del trabajo fue analizar la importancia de los procesos de intercambio catiónico en la evolución hidroquímica que se producen en el acuífero Pampeano, eligiéndose como caso de estudio la cuenca del Ao El Pescado, situada en el Noreste de la Provincia de Buenos Aires. En esta región, próxima al Río de la Plata se distinguen dos rasgos morfológicos: llanura alta y planicie costera. La llanura alta (cotas entre 5 y 25 msnm) incluye a los sectores superior y medio de la cuenca. Desde el punto de vista geológico, regionalmente se reconocen los Sedimentos Pampeanos de composición limo arenosa, integrados por plagioclasas, vidrio volcánico y carbonatos calcáreos. En los sectores próximos al curso principal y áreas localmente deprimidas aumenta la proporción de la fracción arcillosa. El agua freática es de tipo Ca-HCO3 de baja salinidad (entre 370 y 1600 mg/L). La planicie costera (cuenca inferior) se desarrolla entre los 5 msnm y la ribera del Río de la Plata (0 msnm). El agua subterránea se encuentra a muy poca profundidad o aflorante, dominando en superficie los Sedimentos Postpampeanos, los cuales están constituidos por limos arcillosos y arcillas de origen fluvial estuárico y marino. El agua freática es de tipo Na-Cl con tenores salinos que superan los 8000 mg/L. Se interpretaron los datos hidroquímicos correspondientes a perforaciones del acuífero Pampeano situadas en la llanura alta. Los muestreos se relacionan con una red de monitoreo periódico de agua subterránea y superficial instalada en la cuenca. Las técnicas de estudio utilizadas se basaron esencialmente en el análisis de las relaciones iónicas entre los elementos mayoritarios. Las características químicas del agua subterránea evidencia que en la zona de recarga, el agua de infiltración reacciona con el CO2, que se aloja en los poros del suelo, originando aguas ácidas que disuelven y alteran a los minerales. En la zona de conducción el agua se hace más básica y pierde su capacidad disolvente. En los tramos finales del flujo subterráneo, próximos a las zonas de descarga, el intercambio catiónico es el proceso que adquiere importancia. El Ca2+ incorporado al agua, producto de la disolución de carbonatos, sulfatos y silicatos de los sedimentos loéssicos, es intercambiado por el Na+ adsorbido en los sedimentos arcillosos. El agua Ca-HCO3 de la zona de recarga se transforman en Na-HCO3 en las proximidades de la zona de descarga. Esto produce excesos de Na+ y una disminución en el contenido de Ca2+ y Mg2+ desde las áreas de recarga hacia las de descarga, con una relación entre (Na+- Cl-) y (Ca2+ + Mg2+) - (SO42- + CO32- + HCO3-) de -0,96.  El conocimiento de los procesos geoquímicos relacionados con la evolución hidroquímica subterránea resulta de utilidad para la evaluación de la calidad química del agua, especialmente vinculado a los posibles usos y reservas de las aguas subterráneas.