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UNIVERSIDAD DE LA SERENA
FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO INGENIERIA DE MINAS
CARACTERIZACIÓN DE LA INTERACCIÓN AGUA
SUPERFICIAL / AGUA SUBTERRÁNEA EN LA PARTE BAJA
DE LA CUENCA DEL RÍO LIMARÍ: ANÁLISIS INTEGRADO.
PAULINA ROCÍO MORALES VEGA
Memoria para optar al Título de
INGENIERO CIVIL AMBIENTAL
Comisión Revisora:
Dr. Ricardo Oyarzún L. – Profesor Guía
Dr. Jorge Oyarzún M.
Dr. Hugo Maturana C.
La Serena, 2012
DEDICATORIA
Este trabajo está dedicado a:
Dios, por darme la fuerza necesaria para
enfrentar cada desafío.
Mis Padres, por su amor infinito y por
inculcarme la importancia del
conocimiento y la educación.
Mis hermanas, por su apoyo constante e
incondicional.
Cristian, por su amor y compañía en todas
las alegrías y tristezas que aparecieron en
el camino.
Mis hijos, Cristian y Magdalena, por ser la
luz y el sentido de cada día y obra mía.
Paulina Morales V.
AGRADECIMIENTOS
En primer lugar doy las gracias a mi profesor guía, Ricardo Oyarzún, por su
comprensión, orientación y apoyo constante durante el desarrollo de este trabajo, así
como también al Proyecto CHI 8029 “Implementación y Evaluación de Técnicas
Isotópicas e Hidrogeoquímicas para el Manejo Sustentable de Recursos Hídricos en
Cuencas Áridas del Norte de Chile” por brindarme la oportunidad de realizar esta
memoria.
Agradezco también a los profesores Jorge Oyarzún y Hugo Maturana por la orientación
brindada durante el desarrollo de este trabajo, así como también por la dedicación y
generosidad con sus conocimientos demostrada en los años que formaron parte de mi
vida académica. Extiendo este agradecimiento a mi profesor guía.
Finalmente a mi familia ya que gracias a su comprensión y apoyo he llegado a una de
las metas más importantes de mi vida.
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
Paulina Rocío Morales Vega/2012
Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
ÍNDICE
RESUMEN ....................................................................................................................... 1
ABSTRACT ..................................................................................................................... 2 1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 3
2 OBJETIVOS ................................................................................................................. 5 3 MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................................ 6
3.1 Área de Estudio ............................................................................................... 6 3.1.1 Clima ................................................................................................. 6
3.1.2 Hidrografía ......................................................................................... 7 3.1.3 Geomorfología ................................................................................... 8
3.1.4 Geología e Hidrogeología .................................................................. 8 3.1.5 Actividades Económicas .................................................................. 10
3.2 Campaña de Obtención de Datos ................................................................. 11 3.3 Análisis Isotópico ......................................................................................... 17
3.3.1 Deuterio y Oxígeno 18 .................................................................... 17 3.3.2 Radón 222 ....................................................................................... 18
3.3.3 Sulfato ............................................................................................. 18 3.3.4 Análisis preliminar de Recarga ....................................................... 19
3.4 Análisis de la Información ............................................................................. 21 3.4.1 Métodos Gráficos ............................................................................ 21
3.4.2 Métodos Estadísticos....................................................................... 22 3.4.2.1 Métodos Estadísticos Simples ........................................... 22
3.4.2.2 Métodos Estadísticos Multivariados ................................... 22 4 RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................................................. 25
4.1 Grupo Final de Datos Analizados .................................................................. 25 4.2 Hidroquímica ................................................................................................. 28
4.2.1 Análisis Estadístico Simple Descriptivo ........................................... 28 4.2.2 Análisis Gráfico: Variaciones Espaciales ......................................... 31
4.2.2.1 Parámetros Generales ....................................................... 31 4.2.2.2 Cationes Mayores .............................................................. 37
4.2.2.3 Aniones Mayores ............................................................... 43 4.2.2.4 Metales .............................................................................. 55
4.2.3 Análisis Gráfico: Diagramas de Piper .............................................. 60 4.2.4 Análisis Gráfico: Diagramas Stiff ..................................................... 64
4.2.5 Análisis Gráfico: Diagramas Araña para Aguas Superficiales. ........ 69 4.2.5.1 Río Grande......................................................................... 69
4.2.5.2 Río Hurtado ........................................................................ 70 4.2.5.3 Estero El Ingenio ................................................................ 70
4.2.5.4 Río Limarí........................................................................... 71 4.2.5.5 Estero Punitaqui ................................................................. 72
4.2.6 Relaciones concentración–profundidad para aguas subterráneas. . 74 4.2.7 Estimación de la Tasa de Recarga en aguas subterráneas. ........... 78
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
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4.3 Isótopos......................................................................................................... 80
4.3.1 Análisis Preliminar General ............................................................. 80 4.3.2 Análisis Especiales .......................................................................... 86
4.3.2.1 Razón δ2H/ δ18O ................................................................ 86
4.3.2.2 Relaciones Valor- Altura, aguas superficiales ................ 87
4.3.2.3 Relaciones Valor- Profundidad, aguas subterráneas ..... 89 4.4 Análisis Químico – Isotópico ......................................................................... 96
4.4.1 Análisis Gráfico Simple, variación espacial. .................................... 96
4.4.2 Análisis Isotopía Radioactiva ......................................................... 105 4.4.3 Sulfato ........................................................................................... 107
4.5 Análisis Multivariado ................................................................................... 113 4.5.1 Análisis Clúster .............................................................................. 113
4.5.2 Análisis de Componentes Principales............................................ 123 5 CONCLUSIONES ..................................................................................................... 126
REFERENCIAS ........................................................................................................... 128 ANEXO A .................................................................................................................... 131
BASE DE DATOS ....................................................................................................... 131 ANEXO B .................................................................................................................... 136
ANEXO C .................................................................................................................... 140 ANEXO D .................................................................................................................... 142
ANEXO E .................................................................................................................... 143
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RESUMEN
El presente trabajo muestra un análisis hidroquímico e isotópico de las aguas
superficiales y subterráneas de la cuenca hidrográfica del Río Limarí, con la finalidad de
establecer el grado de interacción entre éstas. El estudio, enmarcado en el Proyecto
CHI-8029 “Implementación y Evaluación de Técnicas Isotópicas e Hidrogeoquímicas
para el Manejo Sustentable de Recursos Hídricos en Cuencas Áridas del Norte de
Chile” financiado por la Agencia Internacional de Energía Atómica y coordinado por el
Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena, incluyó dos
muestreos, realizados respectivamente en Abril y Noviembre del 2010, analizándose en
esta memoria el último de ellos. De manera adicional se realiza una comparación con el
análisis generado en base a la primera campaña y discutido en la Memoria de Título de
Jofré (2011).
La concordancia de los resultados obtenidos tanto en aguas superficiales como en
aguas subterráneas indica que existe interacción entre ambas en todas las subcuencas
del Limarí con un fuerte control de los embalses y procesos de evaporación asociados.
En el caso de Rinconada de Punitaqui los resultados indicarían que el origen y recarga
de las aguas de vertientes se debe a la precipitación local. Lo anterior confirma la gran
utilidad del uso simultáneo de herramientas químicas, isotópicas y del análisis
multivariado para establecer cierto grado de interacción.
Los resultados actuales confirman lo observado en el análisis de la campaña anterior,
realizado por Jofré (2011), presentando en algunos casos sólo pequeñas diferencias.
Además los resultados obtenidos indican que existe una clara influencia de la actividad
minera en el Estero El Ingenio, especialmente en las concentraciones de SO4, esto
sumado al aporte que generan los procesos hidrotermales y a las terrazas marinas que
conforman el área de estudio. También destacan el efecto de los embalses sobre las
señales isotópicas de las aguas de los Ríos Grande, Hurtado y Limarí, y la influencia de
la cercanía a la costa sobre el Estero Punitaqui y Rinconada de Punitaqui.
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ABSTRACT
The current work presents a hydrochemical and isotopic analysis of surface water and
groundwater at the Limarí river hydrographic basin, in order to establish the degree of
interaction between them. The study, framed in the CHI 8029 Project "Implementation
and Evaluation of Isotopic and Hydrogeochemical Techniques for Sustainable
Management of Water Resources in Arid Watersheds of North Chile" funded by the
International Atomic Energy Agency and coordinated by the Department of Mining
Engineering University of La Serena, included two sampling, made in April and
November respectively 2010, and being analyzed at this time the last one. Additionally,
a comparison is realized with the generated analysis based on the first campaign and
discussed in the graduation work of Jofré (2011).
The concordance of the results obtained in both surface water and ground water
indicates that there is interaction between them in all the sub basins of Limarí river with
tight control of the reservoirs and evaporation processes associated. In the case of
Rinconada de Punitaqui the results indicate that the origin and recharge of the water
catchment is due to local rainfall. This confirms the usefulness of the simultaneous use
of chemical tools, isotopic and multivariate analysis to establish the degree of
interaction.
The current results confirm the observations in the analysis of the previous season by
Jofré (2011), presenting in some cases only differences minor.
Also the results indicate a clear influence of mining activity in the Estero El Ingenio,
especially in the concentrations of SO4, this added to the contribution generated by
hydrothermal processes and the marine terraces that comprise the study area. It stands
out too the dam effect on rivers Grande, Limarí and Hurtado over the waters isotopic
signature, and the influence of the proximity to the coastline on the estuary of Punitaqui
and Rinconada de Punitaqui.
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1 INTRODUCCIÓN
La gestión de los recursos hídricos es foco de un interés creciente debido a su actual
escasez en nuestro país, tanto en aspectos de cantidad como de calidad. En el caso de
la Región de Coquimbo, este tema adquiere gran importancia, debido a que se trata de
una zona con características climáticas de tipo árida a semiárida. Especial relevancia
adquiere este tema en la Cuenca del río Limarí, la cual ha sido declarada agotada el
año 2005 en términos de sus recursos hídricos superficiales. Esto significa que no se
pueden otorgar nuevos derechos de aguas superficiales (Álvarez y Oyarzún, 2006).
Esta situación sumada a la creciente demanda de recursos hídricos en la zona
relacionada con el aumento de superficie destinada a la actividad agrícola, ha llevado a
la preocupación por parte de las autoridades y de los usuarios, especialmente en lo que
se refiere a la presión por el uso de aguas subterráneas.
Es importante mencionar que en la cuenca del río Limarí existe escasa información
acerca del grado de interacción entre los cursos de agua superficiales y los cuerpos de
agua subterránea (DGA, 2008). Conocer tal relación cobra gran importancia ya que
permite establecer si la disponibilidad de uno se ve afectado por efecto de la extracción
del otro, trayendo como consecuencia el uso ineficiente y poco sustentable del agua.
En este contexto, el presente estudio pretende realizar un análisis comparativo e
integrador de las dos campañas de obtención de datos que componen el estudio de la
caracterización hidroquímica e isotópica de la Cuenca del Limarí, específicamente
aguas abajo de la ubicación de los Embalses La Paloma y Recoleta. Se utilizará en esta
oportunidad información química e isotópica y se aplicarán metodologías de análisis
multivariado a los datos obtenidos a partir de la segunda campaña de muestreo
(Noviembre 2010) para posteriormente realizar un análisis integrado con los resultados
obtenidos por Jofré a partir de la primera campaña (Abril 2010).
Cabe mencionar que el desarrollo de esta memoria se enmarca dentro del proyecto
“Implementación y Evaluación de Técnicas Isotópicas e Hidrogeoquímicas para el
Manejo Sustentable de Recursos Hídricos en Cuencas Áridas del Norte de Chile (CHI -
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8029)”, financiado por la Agencia Internacional de Energía Atómica, y en el que
participan el Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena
(coordinador), el Departamento de Ingeniería Hidráulica y Ambiental de la PUC, y la
Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN).
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2 OBJETIVOS
Objetivo General
Estimar el grado de interacción de aguas superficiales – aguas subterráneas poco
profundas en la parte baja de la Cuenca del Limarí mediante el uso de información
hidroquímica e isotópica.
Objetivos Específicos
Analizar el comportamiento de los parámetros químicos del agua superficial y
subterránea de las muestras obtenidas durante la segunda campaña.
Analizar el comportamiento de los parámetros isotópicos de las muestras
obtenidas durante la segunda campaña.
Integrar la información química e isotópica para la caracterización de la
interacción agua superficial – agua subterránea de las muestras obtenidas
durante la segunda campaña.
Utilizar herramientas isotópicas para determinar el origen de los sulfatos
presentes en las aguas de la zona de estudio.
Realizar un análisis comparativo e integrador de la información química e
isotópica obtenida de las dos campañas de muestreo realizadas, con la finalidad
de realizar una completa caracterización de la interacción agua superficial – agua
subterránea.
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3 MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 Área de Estudio
La cuenca hidrográfica del río Limarí está ubicada en la Región de Coquimbo, y se sitúa
entre los valles de los ríos Elqui por el norte y Choapa por el sur. Se extiende
aproximadamente entre los 30°15’ y 31°20’ de latitud sur y entre las longitudes 71º30´ y
70º15´ Oeste, abarcando una superficie aproximada de 11.800 km2.
El área de estudio considerada en esta memoria corresponde a parte de la cuenca
hidrográfica del río Limarí, específicamente desde aguas abajo de los Embalses La
Paloma y Recoleta, hasta aproximadamente la localidad de Barraza (Figura 1).
3.1.1 Clima
La topografía accidentada de esta región favorece la conformación de varios
microclimas, por lo cual podemos distinguir allí tres tipos climáticos: semiárido con
nublados abundantes, a lo largo de la costa, semiárido templado con lluvias invernales,
en el valle del Río Limarí y semiárido frío con lluvias invernales, en la Cordillera de Los
Andes sobre los 3.000 m. de altitud.
En términos generales esta cuenca se encuentra bajo la influencia de un bioclima con
escasez de precipitaciones y durante nueve meses del año presenta déficit hídrico. La
estación agroclimática de Ovalle registra una temperatura media anual de 16,6°C, con
una mínima de 9,4°C y una máxima de 23,8°C. La precipitación media anual es de 10,5
mm y el total de agua caída por año alcanza a 125,7 mm. La tasa de
evapotranspiración total anual para la Cuenca del Río Limarí alcanza aproximadamente
1.600 mm (Gutiérrez, 2007).
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Figura 1: Mapa de ubicación Provincia del Limarí, donde se destaca el área de estudio.
(Fuente: Página web Gobernación Provincial del Limarí)
3.1.2 Hidrografía
El río Limarí se forma por la unión de los ríos Grande y Hurtado, aproximadamente 4
km, aguas arriba de la ciudad de Ovalle. El río Hurtado no tiene afluentes de
importancia y constituye el único y gran dren de la parte norte de la cuenca del Limarí.
En su curso inferior está emplazado el embalse Recoleta, con capacidad útil de 100
millones de m3 (Mm3). El río Grande recibe una serie de afluentes de importancia, entre
los cuales cabe mencionar el río Rapel, el río Mostazal y el río Huatulame, éste último
regulado por el embalse Cogotí de 150 Mm3 de capacidad. En la confluencia del río
Huatulame con el río Grande se encuentra el embalse La Paloma, con un volumen de
regulación de 750 Mm3. Entre la ciudad de Ovalle y su desembocadura, el río Limarí
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recibe dos afluentes principales. Ellos son los esteros Ingenio por el norte y Punitaqui
por el sur (DGA, 2004).
3.1.3 Geomorfología
La cuenca del Río Limarí, completa, cubre un área de 11.760 km2 y se desarrolla como
un sistema Andino-Costero, caracterizado por una compleja orografía que vincula la
Cordillera de los Andes, Depresión Intermedia y Cordillera de la Costa, identificándose
en ellas las unidades: planicies litorales, valles fluviales exorreicos o valles
transversales, con una clara orientación Este-Oeste, y los pisos altitudinales andinos
(Gutiérrez, 2007).
Los valles fluviales, sitio de interés del presente estudio, poseen su forma debido a la
actividad de las aguas corrientes, con alturas que no superan los 300 m. en su curso
inferior. Estos valles fluviales se caracterizan por tener en sus cursos medio e inferior
un completo sistema de terrazas que corresponden a las superficies de sedimentación
marina y se relacionan con los cambios sufridos por el nivel del mar durante el
cuaternario (Baldessari, 2007).
3.1.4 Geología e Hidrogeología
Se distinguen dos grandes grupos litológicos/geológicos: rocas consolidadas y rocas no
consolidadas. Dentro de lo que se puede mencionar acerca de las rocas consolidadas,
es que presentan permeabilidad preferentemente secundaria, esto quiere decir que la
infiltración del agua se produce a través de fracturas presentes en el macizo rocoso.
Sobre las rocas no consolidadas se puede señalar que corresponden a unidades
sedimentarias de baja compactación depositadas entre el Mioceno Superior y el
Holoceno, las cuales corresponden a depósitos fluviales actuales, depósitos fluviales de
terraza, depósitos aluviales de terraza, depósitos de conos aluviales, depósitos
coluviales, escombros de falda y depósitos lacustres (Anacona, 2010).
En relación a la hidrogeología, en esta cuenca destacan claramente tres escurrimientos:
(a) uno en dirección suroeste que escurre paralelo al Río Hurtado con profundidades
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freáticas que van de los 2 a 3,6 m, hasta las cercanías de la localidad de Ovalle; (b) en
dirección noroeste (por un lecho de rocas sedimentario-volcánicas del Cretácico
Terciario mixto y Plutónicas del Terciario) escurre un acuífero paralelo al Río Grande
hasta la confluencia con el Río Hurtado en Ovalle; (c) en dirección sur-norte escurre el
último acuífero paralelo al Río Combarbalá hasta el embalse La Paloma por un lecho de
rocas impermeables constituido de rocas sedimento-volcánicas; (d) desde la
confluencia del Limarí con el Hurtado, a la altura de Ovalle, hasta la desembocadura el
acuífero escurre en dirección suroeste por un lecho de depósitos no consolidados y
rellenos hasta el sector de Barraza, lugar donde atraviesa un lecho de rocas plutónicas
del Jurásico hasta la desembocadura al mar.
La figura 2 representa las características hidrogeológicas generales de la cuenca del río
Limarí.
Figura 2: Características Hidrogeológicas de la Cuenca del Río Limarí (Escala 1:1.000.000) (DGA, 2004)
(a)
(b)
(c)
(d)
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Dentro de los acuíferos del área de estudio, el existente en la zona del estero Punitaqui
es el que cuenta con mayor volumen de acumulación (Gutiérrez, 2007).
3.1.5 Actividades Económicas
Existen principalmente tres actividades económicas que se desarrollan principalmente
en la Provincia, estas son la agricultura, la ganadería y en menor proporción la minería.
El sistema hidrográfico formado por el río Limarí y sus afluentes es el más importante
del norte chico desde el punto de vista de la agricultura, ya que con sus aguas se riegan
más de 70.000 ha. Debido a su disponibilidad de suelos y agua para riego, cuenta con
una amplia diversidad de cultivos. Entre ellos una importante superficie de viñas,
orientada principalmente a la elaboración de pisco y para uva de mesa.
En este valle se presentan importantes superficies de praderas bajo riego,
específicamente establecidas en las terrazas altas, que permiten la existencia de
ganadería mayor (Gutierrez, 2007).
En cuanto a la actividad minera en la cuenca del Limarí, ésta se encuentra orientada
hacia el cobre o cobre-oro y es ejecutada por las compañías Tamaya y Los Mantos de
Punitaqui. Cabe señalar que la producción minera actual de la Provincia es reducida y
corresponde a en su mayoría a operaciones de pequeña minería o "pirquenes", además
de las compañías nombradas anteriormente (Jofré, 2011).
La Compañía Minera Tamaya, actualmente Altos de Punitaqui (G. Ríos, entrevista
personal, 24 de Mayo de 2012) opera en Los Mantos de Punitaqui (cobre, oro y
mercurio) y en localidades cercanas (Potrerillos, en el camino Ovalle-Punitaqui),
produce aproximadamente 1.000 ton/día de minerales de cobre-oro. Explotaciones
menores son Los Pingos, en la zona cordillerana (Ramadas de Tulahuén), que procesa
unas 300 ton /día, y El Reloj (cerca de Punitaqui), que producen aproximadamente 100
ton/día de mineral cobre-oro. Por último, la antigua Planta Ovalle de la Compañía
Minera Panulcillo, filial ENAMI, situada en el margen occidental del Estero El Ingenio, 5
km al norte de la ciudad de Ovalle, desempeñaba un rol esencial en el procesamiento
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de minerales extraídos por pequeños mineros y pirquineros. Se procesaban
aproximadamente 300 ton/día de cada tipo de mineral, tanto oxidados como sulfurados,
(Gutiérrez, 2007). Es importante señalar que debido al hecho de que las piscinas de
evaporación de aguas de descarte no contaban con revestimiento, los líquidos de los
procesos de lixiviación-cementación con altos contenidos de Fe, Cu, Zn y otros metales
se han ido infiltrando, contaminando las aguas del Estero El Ingenio (Rojas et al., 2006;
Baldessari, 2007).
3.2 Campaña de Obtención de Datos
El presente estudio utilizó información (resultados químicos e isotópicos) de las
muestras tomadas durante la segunda campaña, tanto en agua superficial como en
agua subterránea, de las dos consideradas dentro del proyecto CHI-8029. Esta
segunda campaña fue realizada en Noviembre de 2010, en régimen primaveral.
En ambos muestreos, los puntos tomados fueron los mismos con la finalidad de
comparar, analizar, y así establecer relaciones entre ellos.
En la Tabla 1, se muestra la distribución de las muestras para cada una de las
campañas, según el componente hidrológico considerado.
Tabla 1: Número de muestras
Abril 2010 Noviembre 2010
Agua Superficial 15 15
Agua Subterránea 16 16
La Tabla 2 presenta los puntos de muestreo, cada uno con su identificación y ubicación
geográfica. La primera columna muestra la nomenclatura a utilizar como identificación
para cada uno de los puntos de muestreo en este estudio, para efectos de análisis y
discusión de resultados; en la segunda columna aparece el nombre del sitio de
muestreo; la ubicación geográfica de cada punto, expresadas en coordenadas UTM
(Norte y Este), aparecen en las columnas tercera y cuarta, y la quinta columna muestra
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“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
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la altura en la cual se encuentra cada uno. Las coordenadas y alturas fueron tomadas
con un GPS Garmin e-trex.
De las muestras de aguas subterráneas, 12 (75%) corresponden a pozos de agua
potable rural (APR) existentes en la zona de estudio. De las otras cuatro muestras, una
corresponde al pozo de extracción de la empresa de abastecimiento de agua potable,
Aguas del Valle, en la ciudad de Ovalle, y los otros tres a aguas de vertientes ubicadas
en el sector de Rinconada de Punitaqui.
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Tabla 2: Identificación de los puntos de muestreo.
Punto Nombre Norte
UTM (m) Este
UTM (m) Altura msnm
G1 Río Grande (aguas abajo Embalse La Paloma) 6602373 304892 317
G2 Río Grande en El Guindo 6606953 298204 269
G3 APR El Guindo 6607296 298327 281
H1 Embalse Recoleta 6617065 293553 255
E1 APR Estación Recoleta 6623568 293943 301
H2 Río Hurtado en Villaseca 6617065 293553 256
H3 APR Villaseca 6617489 293742 288
E2 Estero El Ingenio en Lagunillas 6619063 292035 272
E3 Estero El Ingenio en Cruce Talhuén 6616189 289738 244
E4 Estero El Ingenio en Badén El Ingenio 6608944 281502 161
E5 Estero El Ingenio en Cruce El Trapiche 6608986 276838 120
E6 APR El Trapiche 66009065 276941 118
L1 Río Limarí en Los Peñones 6613516 291866 207
L2 Aguas del Valle (Ovalle) 6613456 291745 219
L3 Río Limarí en La Chimba 6609881 287019 186
L4 APR Limarí 6607686 280634 156
L5 Río Limarí en Cruce San Julián con El Trapiche 6608648 276749 119
L6 APR San Julián 6608112 275648 127
L7 Río Limarí en Cruce Los Aromos 6609058 269787 89
L8 APR Cerrillos Tamaya 6610044 268730 83
P4 APR Los Nogales 6597674 275065 236
P1 APR Graneros 6593756 281261 187
L9 Río Limarí en Barraza 6609058 269787 37
L10 APR Barraza 6605801 261532 46
P8 Vertiente, Rinconada Punitaqui 6581877 273804 567
P9 Vertiente, Rinconada Punitaqui 6583492 273222 530
P7 Vertiente, Rinconada Punitaqui 6581682 274950 432
P2 Estero Punitaqui en Camarico 6594347 273207 128
P3 APR Camarico Chico 6594114 272884 106
P5 Estero Punitaqui en Chalinga 6595884 270212 108
P6 APR Chalinga 6595671 270083 120
Las muestras de aguas superficiales fueron tomadas en los ríos de la cuenca,
procurando que los puntos de muestreo estuvieran cercanos a los de agua subterránea
(APR), para así lograr mantener uno de los objetivos de este trabajo, el de evaluar la
posible existencia de algún grado de interacción entre aguas superficiales y
subterráneas.
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La Figura 3 muestra los sitios de muestreo, tanto de agua superficial como de agua
subterránea, en el área de estudio
Figura 3: Ubicación de sitios de muestreo de agua superficial y subterránea.
Las muestras para el análisis químico fueron colectadas en botellas plásticas de 1 litro.
Para cada punto de muestreo, se tomaron 3 muestras, una para el análisis de iones
mayores, otra para el análisis de metales pesados, siendo ésta conservada con 1 - 2
mL de ácido nítrico (concentración 65%) al momento de colectar la muestra, para tener
una correcta preservación, y una tercera para el análisis de isótopos de sulfato.
Las muestras para isótopos estables fueron colectadas en botellas plásticas de
polipropileno, de 125 mL, tomándose dos muestras en cada punto (en duplicado por
precaución). Para evitar la evaporación y el fraccionamiento isotópico de las muestras,
éstas fueron llenadas completamente y selladas con una lámina plástica (tipo parafilm)
Panulcillo
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Después de la obtención de las muestras, éstas se almacenaron en terreno en hieleras,
y fueron mantenidas a una temperatura aproximada de 5ºC durante su transporte al
laboratorio. Luego, las muestras tanto de análisis químico y de isótopos estables, fueron
mantenidas aproximadamente a 4ºC, en el Laboratorio de Medio Ambiente del
Departamento de Minas de la Universidad de La Serena, hasta su posterior envío y
análisis en la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN), ubicada en la ciudad de
Santiago.
Para la medición de isótopos radioactivos, específicamente Radón 222, se tomaron
igualmente dos muestras en cada punto de muestreo. Las muestras fueron obtenidas
en recipientes de vidrio, de 250 mL y de 1000 mL respectivamente, llenadas
completamente bajo el agua (evitando el contacto con la atmósfera), cerradas en forma
hermética, y conducidas al Laboratorio de Análisis Ambiental del Departamento
Ingeniería de Minas de la Universidad de La Serena.
Por último, los parámetros de pH, temperatura, conductividad eléctrica (CE) y oxígeno
disuelto (OD), fueron determinados en terreno, utilizando una sonda multiparámetros
portátil, marca Hanna, modelo HI 9828. Para una mejor precisión en la obtención de los
valores de estos parámetros, se utilizaron en forma complementaria papeles
indicadores de pH, marca Merck (determinación cualitativa), y sondas independientes
para CE, pH y OD marca HACH, modelos C0150, SENSION 1 y SENSION 6
respectivamente.
Los análisis químicos se realizaron en el Laboratorio de Análisis Químico de la
Comisión Chilena de Energía Nuclear. En las muestras se analizaron las
concentraciones disueltas de cada parámetro. Los parámetros químicos analizados, así
como las metodologías utilizadas se presentan en la Tabla 3.
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Tabla 3: Metodología de Análisis.
Parámetro Límite de detección
(mg/L) Metodología
Calcio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Magnesio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Sodio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Potasio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Hierro 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Estroncio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Cloruro 0,1 Cromatografía líquida de alta
resolución (HPLC) STD.METHODS 20
ava edición parte 4110
Sulfato 0,05 Cromatografía líquida de alta
resolución (HPLC) STD.METHODS 20
ava edición parte 4110
N-Nitrato 0,25 Cromatografía líquida de alta
resolución (HPLC) STD.METHODS 20
ava edición parte 4110
Flúor 0,1 Potenciómetro Ion Analyzer
250 - Radiometer STD.METHODS 20
ava edición parte 4500
Aluminio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Boro 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Manganeso 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Plomo 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Zinc 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Fósforo 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Litio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
Silicio 0,1 Espectrometría de emisión STD.METHODS 20ava
edición parte 3120
La base de datos utilizada en este estudio para cada punto de muestreo, tanto la
información obtenida del laboratorio como la de terreno, está disponible en el Anexo A.
Se calculó el error de balance iónico de cargas, como medida de control de calidad de
la información, utilizando la expresión (Thyne et al, 2004):
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Al igual que en Jofré (2011) se realizó el balance iónico de cargas sólo con aquellos
parámetros químicos que presentaban mayores concentraciones a lo largo del área de
estudio. Estos fueron: Na+, K+, Ca+2, Mg+2, HCO3-, Cl-, SO4
-2 y N-NO3-. Este balance se
realizó para todos los puntos de muestreo, sin diferenciar entre aguas superficiales y
subterráneas.
3.3 Análisis Isotópico
3.3.1 Deuterio y Oxígeno 18
Los isótopos estables deuterio y oxígeno 18 se analizaron en el Laboratorio de Isótopos
Ambientales de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN). Los resultados
están expresados en desviaciones por mil (positivas o negativas) con respecto a un
estándar. El estándar utilizado por la CCHEN es el V-SMOW, (Viena Standard Mean
Ocean Water) cuya razón isotópica de 18O y 2H es cercana al promedio de la razón
isotópica del agua de los océanos y se toma como valor referencial igual a cero.
18O / 16O SMOW = 0 2H / 1H SMOW = 0
La unidad de concentración isotópica, es el delta por mil, se describe como δ‰, y se
define según la siguiente expresión:
=Razón isotópica media de la muestra
=Razón isotópica media de la referencia (Carvajal, 2009)
La incerteza de las mediciones fue de 1‰ para el Deuterio y 0,05 ‰ para el Oxígeno
18.
Respecto a la línea meteórica, este estudio utilizó una línea meteórica local
determinada en Jofré (2011) con los valores isotópicos de las precipitaciones del año
18
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2009 y 2010. Esto se obtuvo a partir de tres estaciones de colección de precipitación
cuya información se observa en la tabla 5.
Es importante mencionar que 18O y 2H se correlacionan a una escala global a través de
la relación: δ2H = 8 δ18O + 10, denominada línea meteórica mundial o GMWL (Global
Meteoric Water Line). Esta línea sirve como un punto de referencia en relación con las
aguas regionales y/o locales, para compararlas y así interpretar su composición
isotópica (Brodie et al., 2007). La GMWL también fue considerada en los análisis
gráficos de la información obtenida.
3.3.2 Radón 222
El análisis del radioisótopo Radón 222, se realizó en el marco de la memoria de título
de Jofré (2011) en el Laboratorio Ambiental del Departamento Ingeniería de Minas de la
Universidad de la Serena, en base a las muestras de agua superficiales y subterráneas
obtenidas en la segunda campaña de muestreo. Así, sólo una interpretación
complementaria de los resultados disponibles es llevada a cabo en esta memoria.
3.3.3 Sulfato
Para el análisis de los isotopos 34S y 18O a partir del sulfato, se realizó en primer lugar
un ajuste de pH (aproximadamente a 5) a cada una de las muestras previamente
filtradas (0.45 μm), mediante la adición de HNO3, con la finalidad de eliminar los
carbonatos y bicarbonatos presentes. Posteriormente el sulfato es precipitado como
BaSO4 adicionando a las muestras una solución de BaCl2, en cantidades de acuerdo a
la tabla 4 y considerando la cantidad de sulfato determinada en las muestras. Una vez
obtenido el precipitado se retiró una parte del sobrenadante. Este procedimiento fue
realizado en el Laboratorio de Análisis Ambiental del Departamento Ingeniería de Minas
de la Universidad de La Serena.
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Tabla 4: Cantidad de BaCl2 en relación a la cantidad de sulfato de las muestras
Sulfato mg/L
Volumen de muestra
BaCl2*2H2O
10 2 L ~ 100 mg 50 500 mL ~ 150 mg 100 250 mL ~ 150 mg 200 100 mL ~ 100 mg
Posteriormente las muestras fueron enviadas para su análisis al Laboratorio de
Isótopos Ambientales de la Universidad de Waterloo, Canadá. Para el análisis de 34S, el
BaSO4 purificado fue pesado y luego combustionado a 1000ºC junto con Nb2O5 para
producir SO2, el cual fue conducido en una corriente de helio hasta el espectrómetro de
masa IsoChrom-IRMS donde este es analizado para 34S, con un error analítico de
0.3‰ (Morrison, et al., 1996). En el caso del 18O, el BaSO4 pesado fue combustionado
en un horno de pirólisis HEKAtech a 1350ºC para producir CO el cual fue conducido en
una corriente de helio hacia un espectrómetro de masa GVI IsoPrime-IRMS, con un
error analítico de 0.5‰ (Morrison, 1997).
3.3.4 Análisis preliminar de Recarga
Se utilizó la concentración de cloruro (Cl-) obtenida de los puntos de muestreo de agua
subterránea, para calcular la tasa de recarga de la Cuenca del Limarí. Esto se realizó
usando el método de balance de masa de cloruro.
Los métodos para el cálculo de recarga de acuíferos en zonas áridas y semiáridas que
utilizan trazadores ambientales, tales como el cloruro, resultan ser más satisfactorios,
ofrecen una fiabilidad relativa alta y un coste relativo bajo, además de ser una técnica
simple (Ruiz, 2003; Gee et al., 2005). En efecto, el cloruro es un buen trazador
ambiental ya que se encuentra naturalmente en la atmósfera (evaporación de los
océanos), es altamente soluble, no se adsorbe, es químicamente conservativo y
fácilmente medible. Se puede depositar en forma seca o húmeda, disuelto en el agua
de la lluvia. También, como la mayoría de las plantas no adsorben cloro, se concentra
en el suelo, como consecuencia de la evaporación. Una menor concentración de cloruro
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en las aguas de un acuífero, indican que hay una mayor recarga de agua en el suelo
por efecto de las precipitaciones (Ruiz, 2003; Zagana et al., 2007).
Para el cálculo de la tasa de recarga, se utilizó la siguiente fórmula, con el supuesto de
que todo contenido de cloro en un acuífero deriva de aportes de las precipitaciones
(Zagana et al., 2007):
R= Pv*(Clluvia/Cagua subterránea)
R: Tasa de recarga (mm/año)
Pv: Volumen de precipitaciones (mm)
Clluvia: Concentración de cloruro en lluvia (mg/L)
Cagua subterránea: Concentración de cloruro en aguas subterráneas (mg/L)
Respecto a la información de las precipitaciones (agua caída en meses del 2010) ésta
fue obtenida de Jofré 2011. Los datos de las concentraciones de cloruro fueron
obtenidas de las muestras tomadas de los colectores de aguas lluvias ubicados en tres
localidades en la cuenca: Tulahuén, La Paloma y retén de Carabineros del sector de
Cerrillos de Tamaya (carretera) (ubicación de cada estación en Tabla 5). Cabe señalar
que para el cálculo de la tasa de recarga de cloruro en la zona de estudio, sólo se
utilizaron los datos de dos de las tres estaciones recolectadas: La Paloma y Carretera.
Los datos de La Paloma se utilizaron para el cálculo de tasa de recarga junto con los
puntos APR El Guindo (G3), APR Villaseca (H3) y APR Estación Recoleta (E1). Los
datos de Carretera se utilizaron en los siguientes puntos: APR Cerrillos de Tamaya (L8)
y APR Barraza (L10). En el resto de los puntos de muestreo se utilizó el promedio entre
las precipitaciones de La Paloma y Carretera.
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Tabla 5: Ubicación de estaciones de muestreo de aguas lluvias.
Estación
Norte
UTM
Este
UTM
Altura
msnm
Tulahuén 6572954 331025 987
La Paloma 6602501 304970 335
Carretera 6614319 260800 214
3.4 Análisis de la Información
3.4.1 Métodos Gráficos
Los métodos gráficos simples fueron utilizados para establecer la variación espacial de
las concentraciones, tanto para aguas superficiales como para aguas subterráneas
(según componente hidrológico), además de relaciones entre las variables. Los análisis
gráficos se realizaron para parámetros individuales, subconjuntos de parámetros y para
razones entre ciertas variables seleccionadas. Los gráficos se realizaron utilizando los
programas Excel (Microsoft Office 2007) y AqQa versión 1.1.1 2006 (Rockware Inc.).
Complementariamente, para un mejor análisis e interpretación de los datos, se
realizaron diagramas “araña” basados en las concentraciones medias mundiales para
ciertos parámetros medidos en aguas superficiales. Los parámetros con sus respectivos
valores de referencia se muestran en la Tabla 6.
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Tabla 6: Concentraciones medias mundiales.
Parámetro Concentración media mg/L
Cationes y Aniones Mayores
Ca 17,6
Mg 3,9
Na 6,7
K 2,2
HCO3 47
NO3 1
SO4 11,5
Cl
Elementos en Trazas
B 0,02
Fuente: Elaboración a partir de; Allégre et al. 1973; Levinson, 1974.
3.4.2 Métodos Estadísticos
3.4.2.1 Métodos Estadísticos Simples
Se realizó un análisis estadístico descriptivo (media, mediana, desviación estándar,
máximo y mínimo), con la finalidad de explicar en forma general la distribución, rango y
comportamiento de los datos analizados. A la vez se realizó una comparación con los
valores obtenidos en igual procedimiento en la campaña anterior.
3.4.2.2 Métodos Estadísticos Multivariados
En primer lugar se realizó una selección de las variables a trabajar. Se corrigieron los
parámetros “censurados”, aquéllos con valores menores o iguales al límite de
detección, reemplazando éstos por el promedio entre cero y el valor del límite de
detección para cada parámetro.
Luego se seleccionaron los parámetros para el análisis multivariado, considerando sólo
aquellos cuyo porcentaje de valores censurados fuese menor a 30. Una vez obtenidos
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estos parámetros, se procedió a determinar la distribución estadística de cada uno de
ellos.
Para verificar los ajustes de cada parámetro seleccionado se realizó el test de
Anderson-Darling (A-D) utilizando el programa Minitab 16, ya que para asegurar una
correcta utilización de las técnicas multivariadas, los parámetros deben presentar una
distribución normal. Este análisis consiste en hacer una comparación entre los valores
de A-D y p-value arrojados en las curvas comparativas tanto para Normal y Lognormal.
Se utilizó un nivel de significancia α=0,05, con una hipótesis nula de no rechazar Ho
cuando el p-value tenga un valor mayor a 0,05. Para aquellos parámetros que no
seguían una distribución normal se aplicó una transformación logarítmica. En el Anexo
B, se muestra el análisis comparativo bajo el test de Anderson-Darling.
Las técnicas estadísticas multivariadas utilizadas en este estudio fueron el Análisis de
Clusters (Q-mode) y Análisis de Componentes Principales (PCA). Una herramienta muy
utilizada para analizar la química de las aguas es el método de análisis de clusters.
Este consiste en agrupar las muestras en clusters o conglomerados de similares
características y así poder establecer con éstos una coherencia espacial dentro de la
zona de estudio. En relación a Q-mode, esta técnica forma los clusters según la
variación entre las muestras, a diferencia de R-mode que lo hace según las fuentes de
variación en un set de parámetros (Thyne et al., 2004).
Para realizar el análisis de clusters se utilizó el software Minitab 16 (Minitab Inc.). Con la
finalidad de generar clusters más distintivos, se utilizó una combinación del método de
vinculación Ward y de distancia Euclidiana. En relación a la estandarización de los
datos, que centra los valores alrededor de media de cero y escalas de variabilidad de
cada parámetro a un similar rango, se calculan automáticamente durante el análisis
estadístico en Minitab 16 (Albrecht, 2007) (Las opciones seleccionables para que el
software estadístico realice los cálculos se muestran en el Anexo D).
La elección del número de clusters es subjetiva. En esta oportunidad se utilizaron dos
criterios, uno estadístico y otro arbitrario. Como criterio estadístico, se utilizó en este
caso el de Sneath: 2/3 Dmáx, siendo Dmáx la distancia máxima de separación, para
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definir los grupos principales. Posteriormente se usó un criterio arbitrario, para definir
los subgrupos de forma tal de definir grupos menores y analizar la coherencia
(significado) espacial de su distribución.
El Análisis de Componentes Principales es una técnica analítica multivariada que
consiste en reducir la variabilidad de un set de datos en menos variables que estén
compuestas por combinaciones lineales de las variables originales, y además serán
independientes entre sí (Albrecht, 2007). En este análisis, pocos factores explicarán
gran parte de la variabilidad total.
El número total de componentes generados indica el número total de posibles fuentes
de variación en los datos. Los componentes son clasificados en orden de mérito. Así, el
primer componente que tenga valor propio (eigenvalue) más alto, representa la más
importante fuente de variación de los datos. El último factor es el proceso menos
importante que contribuye a la variación química (Yidana et al., 2008).
Para el Análisis de Componentes Principales, al igual que en el análisis de clusters, se
utilizó el programa Minitab 16. La determinación de los componentes se realizó
utilizando el criterio de Kaiser, el que establece que serán retenidos aquellos
componentes principales con valores propios (o eigenvalue) mayores o iguales a 1.
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4 RESULTADOS Y DISCUSIONES
4.1 Grupo Final de Datos Analizados
Con respecto al error analítico de los análisis de laboratorio, y como se observa en la
Tabla 7, más del 95% de las muestras obtuvieron errores menores al ±10%. Sólo una
de las 31 muestras obtuvo un error levemente superior a ±10% (11.8%). En cuanto a
esta muestra, correspondiente al punto Vertiente Rinconada de Punitaqui (P8), no fue
eliminada puesto que presentó valores que fueron considerados de todas formas como
aceptables. Por lo tanto, se procedió a utilizar las 31 muestras en su totalidad para el
análisis del presente estudio.
De los resultados obtenidos, los cuales se presentan en la Tabla 8, se observa que los
porcentajes de datos censurados no variaron considerablemente para cada parámetro,
tanto en las muestras de agua superficial como para agua subterránea.
Finalmente y de acuerdo a la Tabla 8, los parámetros que se consideraron para la
realización de los análisis en esta memoria (análisis multivariado, gráficos, etc.) son:
Ca, Mg, K, Na, Cl, N-NO3, HCO3, SO4, F, Sr, B, Si, Dureza Total, pH, CE, OD, STD, 18O
y 2H.
Nota 1: El parámetro dureza total se determinó a partir de los resultados separados obtenidos para calcio
y magnesio, aplicando la formula: Dureza (mgCaCO3/L)= 2,497(mg Ca/L) + 4,118(mg Mg/L). (Fuente:
Laboratorio de análisis químico – Comisión Chilena de Energía Nuclear).
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Tabla 6: Errores analíticos para cada punto de muestreo.
Punto Sector % error
G1 Río Grande (A.Ab. Embalse La Paloma) + 5.8
G2 Río Grande en El Guindo + 5.4
G3 APR El Guindo + 4.2
H1 Embalse Recoleta + 6.3
H2 Río Hurtado en Villaseca + 4.8
H3 APR Villaseca + 5.5
E1 APR Estación Recoleta + 5.1
E2 Estero El Ingenio en Lagunillas + 2.9
E3 Estero El Ingenio en cruce Talhuén + 1.4
E4 Estero El Ingenio en Badén + 4.7
E5 Estero El Ingenio en cruce El Trapiche + 1.6
E6 APR El Trapiche + 2.8
L1 Río Limarí en Los Peñones + 4.3
L2 Aguas del Valle (Ovalle) + 5.0
L3 Río Limarí en La Chimba + 5.5
L4 APR Limarí + 4.6
L5 Río Limarí en cruce San Julián con El Trapiche + 3.4
L6 APR San Julián + 2.2
L7 Río Limarí en Cruce Los Aromos + 2.4
L8 APR Cerrillos Tamaya + 2.0
L9 Río Limarí en Barraza + 3.2
L10 APR Barraza + 2.8
P1 APR Graneros + 4.3
P2 Estero Punitaqui en Camarico + 3.4
P3 APR Camarico Chico + 4.3
P4 APR Los Nogales + 4.4
P5 Estero Punitaqui en Chalinga + 2.5
P6 APR Chalinga + 3.6
P7 Vertiente, Rinconada Punitaqui + 8.4
P8 Vertiente, Rinconada Punitaqui + 11.8
P9 Vertiente, Rinconada Punitaqui + 8.4
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Tabla 7: Porcentaje de datos censurados para los diferentes parámetros obtenidos del
total de análisis (muestras).
Parámetros A. Superficial % A. Subterránea %
Ca 0 0
Mg 0 0
Na 0 0
K 0 0
Fe 67 75
Sr 0 13
HCO3 0 0
Cl 0 0
SO4 0 0
PO4 67 50
N (NO3) 27 25
F 0 0
Al 93 100
B 0 19
Mn 73 94
Pb 100 94
As 93 100
Cd 100 100
Cu 100 100
Zn 93 100
P 67 50
Li 100 100
Si 0 0
Conductividad 0 0
Dureza Total 0 0
pH 0 0
STD 0 0
OD 0 0
δ‰ 2H 0 0
δ‰18O 0 0
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4.2 Hidroquímica
4.2.1 Análisis Estadístico Simple Descriptivo
En las Tablas 9 y 10 se presentan los estadísticos descriptivos obtenidos a partir de los
resultados del muestreo, para aguas superficiales y subterráneas respectivamente.
Los valores en rojo (en ambas tablas) corresponden a aquellos menores o iguales al
límite de detección, los cuales fueron reemplazados por el promedio entre cero y el
valor del límite para cada parámetro. Además se presentan razones de medias y
medianas con respecto a la primera campaña (analizada por Jofré, 2011).
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Tabla 9: Estadísticos descriptivos agua superficial, 2º muestreo (15 muestras).
Mínimo Máximo Media Mediana Desv.Est. Media Mediana
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 2/1 2/1
Ca 49,8 266,0 114,8 113,0 73,6 1,15 1,07
Mg 12,3 125,0 38,1 40,7 39,4 1,06 0,95
Na 21,3 322,0 94,0 114,0 117,5 1,01 0,97
K 1,9 7,5 3,6 3,1 2,1 0,86 0,01
Fe 0,10 0,2 0,1 0,1 0,0 1,00 1,00
Sr 0,24 1,3 0,6 0,5 0,4 1,16 0,85
HCO3 158,60 468,5 275,8 287,9 97,3 1,09 1,13
Cl 10,2 569,0 98,6 151,0 237,8 1,15 1,31
SO4 52,4 767,0 176,5 159,0 201,9 1,04 1,01
PO4 0,10 0,9 0,1 0,1 0,2 0,03 0,02
N (NO3) 0,13 8,5 0,6 0,6 2,1 0,48 0,43
F 0,07 1,0 0,2 0,2 0,2 1,01 1,02
Al 0,10 0,1 0,1 0,1 0,0 1,00 1,00
B 0,14 0,5 0,2 0,2 0,1 1,11 1,05
Mn 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 1,00 1,00
Pb 0,10 0,05 0,1 0,1 0,0 1,00 1,00
As 0,01 3,7 0,015 0,010 0,953 1,48 1,00
Zn 0,10 0,1 - - - - -
P 0,10 0,9 0,1 0,1 0,2 1,00 1,00
Li 0,10 0,10 - - - - -
Si 1,3 14,2 6,7 8,4 3,1 0,90 0,89
CE 363,67 2956,7 1105,6 1166,0 970,0 1,33 1,13
Dureza Total
175,00 1116,5 453,1 399,2 335,9 1,12 1,14
pH 7,5 9,3 8,5 8,7 0,6 1,07 1,10
TDS 170,0 1496,0 531,6 547,0 493,4 1,13 0,92
DO 5,3 11,5 7,2 6,4 2,1 0,88 0,71
δ2H (‰) -75,50 -42,6 -59,2 -61,2 8,3 0,99 1,01
δ18O (‰) -9,61 -5,3 -7,3 -7,5 1,0 0,99 1,01
Media y Mediana 2/1: corresponden a un parámetro que compara la media y mediana de la segunda
campaña con respecto a la primera.
30
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Tabla 10: Estadísticos descriptivos agua subterránea, 2º muestreo (16 muestras).
Mínimo Máximo Media Mediana Desv.Est. Media Mediana
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 2/1 2/1
Ca 32,0 281,0 99,5 107,0 70,4 1,13 1,12
Mg 17,7 126,0 39,2 38,1 31,3 1,09 1,04
K 1,9 8,5 3,8 3,9 2,0 1,10 1,16
Na 32,9 339,0 105,6 115,4 101,9 1,03 1,13
Cl 26,1 805,0 118,8 109,0 230,7 1,10 0,98
F 0,2 0,5 0,3 0,2 0,1 3,00 2,00
HCO3 190,0 492,0 308,2 314,0 89,9 1,07 1,13
Dureza Total
178,6 1220,5 422,8 366,1 291,0 1,11 1,12
PO4 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 0,04 0,04
N (NO3) 0,13 13,8 1,4 2,3 4,1 0,57 1,05
SO4 10,7 417,0 116,7 133,0 120,6 0,98 0,94
Al 0,10 0,10 - - - - -
B 0,10 0,3 0,2 0,2 0,1 1,11 0,95
As 0,01 0,01 - - - - -
Fe 0,10 2,6 0,1 0,1 0,7 1,00 1,00
Mn 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 1,00 1,00
Pb 0,10 0,8 0,1 0,1 0,2 1,00 1,00
Zn 0,10 0,10 - - - - -
P 0,10 0,3 0,1 0,1 0,1 1,00 1,00
Li 0,10 0,10 - - - - -
Sr 0,10 1,6 0,4 0,5 0,5 0,92 1,04
Si 8,70 23,4 12,6 12,0 4,3 1,01 1,06
pH 6,91 8,4 7,7 7,7 0,4 1,04 1,03
DO 2,63 7,0 5,2 6,1 1,4 1,14 1,12
CE 433,5 3548,5 1328,5 1522,3 997,4 1,37 1,48
TDS 204,0 1696,0 527,8 512,5 436,8 0,97 0,89
δ2H (‰) -74,7 -34,5 -53,3 -54,8 11,4 1,05 0,99
δ18O (‰) -9,52 -5,5 -7,0 -7,1 1,0 1,02 1,02
Media y Mediana 2/1: corresponden a un parámetro que compara la media y mediana de la segunda
campaña con respecto a la primera.
Comparando estos resultados, con los obtenidos por Jofré (2011) no se observan
diferencias considerables en los valores obtenidos, exceptuando los parámetros F, PO4
y N-NO3, tanto en las muestras de agua superficial como subterránea. En el caso del
31
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PO4 el presente estudio muestra valores menores a los exhibidos en la primera
campaña en aproximadamente 25 veces. De igual modo los valores de N-NO3
disminuyen en la presente campaña. Por el contrario, el F aumenta sus valores en el
presente análisis llegando a triplicar al estudio anterior en su media.
4.2.2 Análisis Gráfico: Variaciones Espaciales
Como parte del análisis de la información se presentan a continuación los resultados,
tanto de aguas superficiales como subterráneas, de la variación espacial de los
diferentes parámetros. Se incluyen en los gráficos, a modo referencial, los valores de
las normas chilenas NCh 1333 para riego y NCh 409 para agua potable, para el caso de
agua superficial y subterránea respectivamente (lo anterior considerando el principal
uso dado a cada componente).
4.2.2.1 Parámetros Generales
a) pH
La figura 4 (Paneles A y B) representan el comportamiento de esta variable. En el caso
de las muestras correspondientes a agua subterránea se observa que los puntos entre
el Embalse la Paloma (G1) y Río Limarí en La Chimba (L3), presentan valores un poco
más altos, sobrepasando levemente los valores estipulados en la NCh 409. El resto de
los valores correspondientes a agua superficial se encuentran dentro los límites
permisibles con características de neutras.
En el panel B, correspondiente a agua subterránea, se observa que si bien los valores
difieren unos de otros, se encuentran todos dentro del rango que admite la NCh 409 y
que la clasifican como neutra.
En comparación con los resultados obtenidos en el primer muestreo se puede señalar
que no existe una diferencia importante entre los resultados de una campaña y otra con
relación al parámetro pH.
32
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Figura 4: Panel A, variación espacial de pH en agua superficial; Panel B, variación espacial de pH en
agua subterránea; NCh 1333; NCh 409
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5Puntos
Un
idad
pH
Dirección del Flujo A
6,0
7,0
8,0
9,0
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Un
idad
pH
Puntos
Dirección del Flujo B
33
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b) Conductividad Eléctrica
Como se observa en la figura 5, en aguas superficiales (Panel A), la conductividad
muestra valores similares a medida que se avanza en la cuenca, a excepción del Estero
El Ingenio, ya que en el punto El Ingenio en Badén (E4) se presenta el valor más alto.
De acuerdo a lo señalado en Jofré (2011) esto puede deberse a las piscinas de
evaporación presentes en Panulcillo, que infiltran agua (con niveles de salinidad
aumentados por efecto del proceso evaporativo) hacia el estero.
Respecto a aguas subterráneas (Panel B), se repite lo observado en Jofré (2011) donde
se señalaba que la conductividad comienza a aumentar en el punto de APR El Trapiche
(E6), aguas abajo de El Ingenio en Badén, y llega a su valor más alto en APR Cerrillos
de Tamaya (L8), punto ubicado luego de la confluencia del Río Limarí con el Estero El
Ingenio.
La cercanía geográfica existente entre los puntos nombrados como peaks, tanto en
aguas superficiales como subterráneas, podría ser un indicador de una posible
interacción entre éstos, lo cual se manifiesta en el análisis de ambas campañas de
muestreo.
34
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Figura 5: Conductividad eléctrica en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Dirección del Flujo
CE
uS/
cm
Puntos
A
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
CE
uS/
cm
Puntos
Dirección del Flujo B
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c) CE- pH:
Se presenta a continuación la relación entre pH y conductividad eléctrica para los
muestreos de aguas superficiales y subterráneas. Para el caso de las aguas
superficiales (Figura 6, panel A) se observa que, al igual que en Jofré (2011) la relación
pH y conductividad es inversa hasta el punto Río Limarí en La Chimba (L3). Cabe
destacar los puntos desde Badén El Ingenio (E4) hasta el Estero Punitaqui Camarico
(P2) donde los valores de conductividad son altos (valores > 2000 uS/cm) con respecto
a los valores de pH. Esto puede deberse a las concentraciones salinas naturales
encontradas al final de la cuenca, donde se ubican estos puntos.
En aguas subterráneas (Fig. 6, Panel B), se observa que hasta el APR San Julián (L6)
existe una relación inversa entre el pH y la conductividad, donde esta última aumenta
mientras la primera disminuye, esto porque al disminuir el pH aumenta la concentración
de iones en el agua.
En los puntos L8 y L10, hay un aumento en los niveles de conductividad. Esto podría
deberse a que las aguas infiltradas provienen del Estero el Ingenio, que son aguas con
alta conductividad.
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Figura 6: Variación de la conductividad eléctrica y pH en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel
B). EM Conductividad eléctrica; bj pH
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
9,0
9,5
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
CE
uS/
cm
Un
idad
pH
A
6,5
6,7
6,9
7,1
7,3
7,5
7,7
7,9
8,1
8,3
8,5
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
CE
uS/
cm
Un
idad
pH
B
37
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4.2.2.2 Cationes Mayores
a) Ca-Mg-Na
En la figura 7 (paneles A y B), se observa que existe una relación directa entre los
niveles de Ca, Mg y Na, tanto en aguas superficiales como en aguas subterráneas. En
aguas superficiales las mayores concentraciones se agrupan en el área de muestreo
comprendida entre los puntos Estero El Ingenio después de Panulcillo (E3) y el Estero
Punitaqui en Chalinga (P5). En el caso de aguas subterráneas, las mayores
concentraciones se observan en los puntos correspondientes al APR El Guindo (G3) y
APR Estación Recoleta (E1).
Cabe destacar que los valores observados tanto para agua superficial como
subterráneas se comportan de manera similar y dentro de los mismos órdenes de
magnitud. A excepción de los puntos de agua subterráneas APR El Guindo (G3), APR
Villaseca (H3) y APR Estación Recoleta (E1), que presentan valores bastante
superiores a lo observado en la anterior campaña de muestreo, se puede señalar que el
comportamiento general es similar en ambos periodos.
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Figura 7: Calcio, magnesio y sodio en aguas superficiales (Panel A) y subterránea (Panel B).
# K Ca; a I Mg; % - Na. (Notar la escala logarítmica de la figura).
1
10
100
1000
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Ca
-M
g -
Na
mg/
L
Puntos
Dirección del Flujo
A
1
10
100
1000
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Ca
-M
g -
Na
mg/
L
Puntos
B
39
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b) Razón Ca/Mg
La razón Ca/Mg en aguas superficiales (figura 8, panel A), muestra una gran variación
en los diferentes puntos de muestreo. En los puntos correspondientes al Embalse La
Paloma (H1) y Rio Hurtado en Villaseca (H2) las concentraciones del Ca son casi 6
veces las de Mg, mientras que en los puntos Limarí en Barraza (L9) y Estero Punitaqui
Camarico (P2) la razón se vuelve cercana a 0 (es decir, Mg>Ca). En Limarí la razón
Ca/Mg va disminuyendo a medida que se avanza en la dirección del flujo.
En aguas subterráneas, la razón fue mostrando el mismo comportamiento que las
aguas superficiales disminuyendo en la dirección del flujo (figura 8, panel B).
En relación a la campaña previa analizada en Jofré (2011) se puede señalar que no
existen diferencias considerables, sólo cabe destacar la disminución suave de la razón
en cuestión en los puntos de agua superficial Limarí en Barraza (L9) y Estero Punitaqui
Camarico (P2).
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Figura 8: Razón Ca/Mg en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).
0,0
2,0
4,0
6,0
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Dirección del Flujo
A
Ra
zón
Ca/
Mg
Puntos
0,0
2,0
4,0
6,0
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Ra
zón
Ca/
Mg
Puntos
B
41
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c) Razón Ca/Na
La razón Ca/Na en aguas superficiales y subterráneas se comporta de la misma
manera que en el muestreo anterior.
En aguas superficiales (figura 9, panel A) se observa una disminución de la razón
Ca/Na en la dirección del flujo para los sectores de El Ingenio, Rio Hurtado y Limarí
hasta el Cruce San Julián con El Trapiche (L5). Sin embargo estos valores indican que
existe una predominancia de Ca por sobre los niveles de Na observados. Esta situación
varía desde (E4) en adelante, donde el elemento predominante es el Na.
En aguas subterráneas (figura 9, panel B), la razón no mostró gran variación a lo largo
de la cuenca, exceptuando el punto de muestreo correspondiente al APR Villaseca (H3)
en el cual se observa que el valor de Ca triplica al Na. Cabe señalar que las
concentraciones de Na fueron mayores que las de Ca en la mayoría de los sectores.
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Figura 9: Razón Ca/Na en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5Puntos
Ra
zón
Ca/
Na
A
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Ra
zón
Ca/
Na
Puntos
B
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4.2.2.3 Aniones Mayores
a) SO4
Se observa en la figura 10, panel A que las concentraciones de SO4 en aguas
superficiales presentan valores bajo el límite permisible de la norma (NCh 1333) hasta
el punto del Estero El Ingenio después de Panulcillo (E3), donde al igual que en la
campaña anterior, se sobrepasa el valor normado. Tal como se señaló en Jofré (2011)
es posible que estos altos valores se deban a las infiltraciones provenientes de las
piscinas de evaporación de la compañía minera Panulcillo. Cabe señalar, que a medida
que se avanza aguas abajo, esta concentración va disminuyendo (aunque igualmente
se sobrepasa el límite permisible). En el Estero Punitaqui en Chalinga (P5) vuelve a
presentar un leve aumento, lo que puede atribuirse al aporte que generan la lixiviación
de las terrazas marinas que conforman esta área.
En aguas subterráneas, las concentraciones de todos los puntos de muestreo
estuvieron por debajo de los límites permisibles (figura 10, panel B). De todas formas se
observa un aumento de éstas desde los pozos ubicados en el estero El Ingenio (APR El
Trapiche, E6) hasta los pozos emplazados en el río Limarí (APR Cerrillos de Tamaya,
L8) relacionado directamente a lo mencionado en aguas superficiales. Destacan los
bajos valores encontrados en las vertientes del estero Punitaqui (P7, P8 y P9).
Considerando los elevados valores de sulfatos detectados en algunos sectores de la
cuenca, y a la preocupación que esto ha generado en asociaciones de regantes, es que
en forma particular en esta memoria se incluye un análisis de isótopos de sulfatos, el
que se presenta al final del trabajo, como una forma de precisar el origen de este anión
en las aguas superficiales y subterráneas en la cuenca de Limarí.
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Figura 10: Sulfato en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).
NCh 1333 NCh 409
0
200
400
600
800
1000
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Puntos
SO4
mg/
L
Dirección del FlujoA
0
200
400
600
800
1000
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Puntos
SO4
mg/
L
Dirección del FlujoB
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b) Cl
No se observan diferencias en estos resultados con lo obtenido por Jofré (2011). Ante
esto, y con respecto al agua superficial, se puede señalar que las subcuencas del Río
Grande y Hurtado se presentan bajas concentraciones de Cl. En el Estero El Ingenio y
a medida que avanzamos hacia la costa se encontraron concentraciones mayores que
las de las subcuencas nombradas anteriormente, lo que puede deberse a los aportes
de Cl provenientes de neblinas con contenidos salinos de origen marino y también por
la presencia de terrazas marinas presentes al final de la cuenca.
La figura 11, panel B, muestra con respecto a las aguas subterráneas, altas
concentraciones de Cl en los pozos muestreados del Estero El Ingenio
coincidentemente con lo observado en aguas superficiales. Los puntos APR Cerrillos de
Tamaya (L8) y APR Barraza (L10), presentan altas concentraciones de cloruro, en
directa relación con lo mencionado en aguas superficiales para el final de la cuenca.
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Figura 11: Cloruro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).
NCh 1333 NCh 409.
1
10
100
1000
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Puntos
Cl m
g/L
A
Dirección del Flujo
1
10
100
1000
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Puntos
Cl m
g/L
B
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c) HCO3
Al igual que en la campaña de muestreo de otoño (Abril 2010), el bicarbonato en aguas
superficiales (Fig. 12, panel A) muestra concentraciones mayores a medida que se
avanza de acuerdo a la dirección del flujo, hasta el punto Estero El Ingenio en cruce
Talhuén (E3), donde las concentraciones bajan levemente. Esto podría atribuirse al
aporte de lixiviados provenientes de Panulcillo, que actúan acidificando levemente las
aguas. De todos modos es necesario indicar que si avanzamos, en la dirección del flujo,
los valores vuelven a subir.
A modo de observación cabe destacar que el punto de agua superficial ubicado en el
Embalse Recoleta (H1), muestra un valor menor de bicarbonato que en la campaña
anterior, casi la mitad (161 mg/L vs 356 mg/L respectivamente), lo cual es concordante
con la diferencia de pH observado en el punto que es mayor en la presente campaña
(7.7 vs 9.3). Esto se explica ya que, a medida que el pH aumenta en el agua, el
bicarbonato va disminuyendo y van apareciendo los carbonatos.
En aguas subterráneas (Fig. 12, panel B) se observa una situación similar a lo obtenido
en la campaña de muestreo anterior, es decir, las concentraciones de bicarbonato
aumentan a medida que avanzamos en la dirección del flujo hasta llegar a APR
Estación Recoleta (E1) donde desciende. En relación a los puntos del Estero Punitaqui,
se reafirma lo observado en Jofré (2011), ya que APR Graneros (P1) y APR Los
Nogales (P4) presentan valores muy diferentes, de acuerdo a lo allí señalado, por la
influencia de las aguas de regadío del embalse La Paloma sobre estas aguas.
48
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Figura 12: Bicarbonato en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).
0
100
200
300
400
500
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
HC
O3
mg/
L
Puntos
Dirección del Flujo A
0
100
200
300
400
500
600
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
HC
O3
mg/
L
Puntos
B
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d) N-NO3
El nitrato (expresado como nitrógeno) en aguas superficiales (Fig. 13), presenta un
comportamiento sin una tendencia definida a medida que se avanza en la dirección del
flujo. El punto de mayor concentración de nitrato es Estero El Ingenio en Badén (E4), el
cual influencia directamente al punto Estero El Ingenio Cruce El Trapiche (E5),
aumentando sus valores del parámetro en estudio, probablemente por efecto de las
actividades agrícolas desarrolladas en esa subcuenca. Luego, ya en L7 (Río Limarí
cruce Los Aromos), disminuye la concentración, no encontrándose una explicación
clara para esta situación. Cabe destacar que los valores de los demás puntos
pertenecientes al Río Limarí (L1, L3 y L7) son menores a los analizados en la campaña
anterior.
Al igual que en el caso anterior, en aguas subterráneas (Fig. 14) las concentraciones de
nitrato presentan comportamientos variables en cada punto de muestreo,
probablemente por su interacción con las aguas superficiales. Al igual que el punto de
agua superficial Río Limarí en cruce San Julián con El Trapiche (L5) el punto APR
Limarí (L4) sufre un aumento probablemente por una interacción entre ambas. De igual
modo ocurre con los puntos P1 y P4. La variabilidad de las concentraciones de nitrato
en el Estero Punitaqui, al igual que se señaló para el bicarbonato, se deben
posiblemente a la influencia de las aguas del embalse La Paloma. En cuanto a los
puntos de Rinconada de Punitaqui, al igual que en Jofré (2011) el punto P8 presentó la
concentración más alta de toda la cuenca con 13.8 mg/L de N-NO3. Tal como ocurrió en
el caso de las aguas superficiales los valores de nitratos para los puntos ubicados en el
Río Limarí fueron menores a los obtenidos por Jofré (2011) en la campaña anterior.
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Figura 13: N-NO3 en agua superficial.
Figura 14: N-NO3 en agua subterránea. NCh 409.
0,1
1,0
10,0
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Puntos
N-N
O3
mg/
L
0,1
1,0
10,0
100,0
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
N-N
O3
mg/
L
Puntos
51
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e) SO4-Cl-HCO3
El panel A de la figura 15 muestra el comportamiento de los parámetros SO4, Cl y HCO3
en el agua superficial, los que se aprecian similares. Cabe mencionar que al igual que
en Jofré (2011) en el punto E3 (Estero El Ingenio en Cruce Talhuén) se observan
niveles de sulfato mayores que los de bicarbonato, esto probablemente, por efectos de
la infiltración de soluciones provenientes de las canchas de evaporación de lixiviados
provenientes de la Compañía Minera Panulcillo.
En aguas subterráneas (fig. 15, panel B), los parámetros aquí analizados mostraron un
comportamiento similar al exhibido en aguas superficiales, con incremento en el río
Limarí, y una disminución importante en Rinconada de Punitaqui.
En general y al igual que en la campaña anterior, aguas superficiales y subterráneas
siguen una misma tendencia, con concentraciones que van en aumento hacia la parte
terminal de la cuenca, exceptuando los puntos de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y
P9), con valores menores.
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Figura 15: Sulfato, cloruro y bicarbonato en aguas superficiales (Panel A) y subterráneas (Panel B).
-% SO4; bj Cl; #K HCO3
1
10
100
1000
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Puntos
SO4
-C
l -H
CO
3m
g/L
A
Dirección del Flujo
1
10
100
1000
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Puntos
B
SO4
-C
l -H
CO
3m
g/L
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f) Razón SO4/Cl
En aguas superficiales (figura 16 A), la razón SO4/Cl presenta su máximo en la
subcuenca del río Hurtado, donde la concentración de sulfato es 10 veces la de cloruro,
situación que fue detectada (SO4 >> Cl) en ambas campañas de muestreo. Hacia el
final de la zona de estudio (L7, L9) se incrementan los niveles de SO4 en forma
importante, pero también los de Cl, lo que hace tener una razón menor. Esto último
puede estar asociado a la presencia de terrazas marinas, enriquecidas en Cl, en la
zona.
Respecto a las aguas subterráneas (figura 16 B), la razón muestra que los valores de
cloruro son mayores a los de sulfato desde los puntos en que confluyen el Río Limarí
con el Estero El Ingenio, E6 (APR El Trapiche) y L6 (APR San Julián). Esto podría
atribuirse al proceso de “reciclaje” de cloruro que genera el clima de la zona,
transportándolo en forma de aerosol en la neblina costera y haciéndolo viajar hasta la
zona central del área de estudio.
Los resultados obtenidos en este punto del análisis no difieren de lo obtenido en la
campaña anterior.
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Figura 16: Razón SO4/Cl en aguas superficiales (Panel A) y subterráneas (Panel B)
0,1
1,0
10,0
100,0
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5Puntos
Dirección del Flujo
Ra
zón
SO
4/C
l
A
0,1
1,0
10,0
100,0
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9Puntos
Dirección del Flujo
Ra
zón
SO
4/C
l
B
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4.2.2.4 Metales
a) Cu: En el 100% de los puntos muestreados en la zona de estudio, tanto de agua
superficial como subterránea, las concentraciones de cobre se encuentran por debajo
del límite de detección. Esta situación hace imposible la realización de un análisis más
profundo de este parámetro químico. Una situación muy similar se observó en la
campaña de otoño en la cual sólo dos puntos registraron valores levemente por sobre el
límite de detección.
b) Fe: Como se observa en el panel A de la figura 17, el comportamiento del hierro en
agua superficial se presenta en la mayoría de las muestras por debajo de los límites de
detección y con valores muy inferiores a la norma correspondiente (NCh 1333). Las
excepciones (con respecto al límite de detección)las constituyeron Río Grande en El
Guindo (G2), Río Limarí en Los Peñones (L1), Estero El Ingenio en Lagunillas (E2),
Estero Punitaqui en Camarico (P2) y Estero Punitaqui en Chalinga (P5). Los dos últimos
puntos anteriormente señalados también presentaron valores detectables y muy
similares a los presentes en el muestreo anterior.
En aguas subterráneas se observa que gran parte de los puntos de muestreo,
presentan valores bajo el límite de detección y también bajo los límites permisibles de la
norma. La excepción, la constituyen APR El Trapiche (E6) y APR Chalinga (P6) con
valores de hierro sobre los límites normados, correspondientes a 2.6 mg/L y 1.3 mg/L
respectivamente. En comparación con el muestreo anterior se aprecia una disminución
en la cantidad de puntos que exceden la normativa (de 4 a 2), repitiéndose los dos
anteriormente nombrados.
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Figura 17: Hierro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B).
NCh 1333 NCh 409
(Los puntos graficados menores a 0,1 corresponden a valores corregidos debido a que se ubicaron bajo
el límite detección)
0,01
0,10
1,00
10,00
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Puntos
Fe m
g/L
A
0,01
0,10
1,00
10,00
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Fe m
g/L
Puntos
B
57
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c) Al: Las concentraciones de aluminio tanto en aguas superficiales como en aguas
subterráneas, son en su gran mayoría valores por debajo del límite de detección
exceptuando sólo el punto de agua superficial Río Grande en el Guindo (G2) donde se
registra un valor de 0.14 mg/L.
Comparando con lo obtenido en el muestreo anterior se puede señalar que este
parámetro presentó un comportamiento similar, tanto en aguas superficiales como
subterráneas, teniendo si en aquella oportunidad un mayor número de valores
detectables, de los cuales ninguno corresponde al observado en el presente análisis.
Sin embargo su magnitud es muy similar a lo hallado en el presente análisis.
d) Zn: En agua superficial y subterránea el zinc presentó un comportamiento similar al
obtenido en el análisis de los parámetros químicos Cu, Fe y Al. En agua superficial se
obtuvieron casi en su totalidad valores por debajo del límite de detección (<0.1 mg/L).
La excepción corresponde al punto Estero El Ingenio antes de Panulcillo (E2) que
registra un valor de 0.1 mg/L. En agua subterránea se obtuvieron todos los valores por
debajo del límite de detección, a diferencia de lo obtenido en la campaña anterior donde
se exceptuaron los puntos APR El Guindo (G3) y APR Villaseca (H3).
e) As: Los resultados de arsénico en la gran mayoría de los puntos de muestreo de la
zona de estudio, tanto para aguas superficiales como en aguas subterráneas,
presentaron valores por debajo del límite de detección (<0.02 mg/L), lo que hace
imposible un análisis más en profundidad acerca de éste parámetro químico. La única
excepción la constituye el punto de agua superficial Río Limarí cruce Los Aromos (L7)
que registra 3.7 mg/L, valor considerable ya que sobrepasa altamente el máximo
considerado para este parámetro en la NCh 1333 que indica 0.1 mg/L. En agua
subterránea se obtuvieron todos los valores por debajo del límite de detección.
f) B: La totalidad de las muestras de agua superficial analizadas presentaron valores
por debajo de los límites permisibles en la normativa vigente. El comportamiento de los
valores (Fig.18) presenta una tendencia bastante similar a lo observado en la campaña
anterior, en aumento desde el punto de muestreo Embalse La Paloma (G1), siguiendo
la dirección del flujo, hasta un punto máximo ubicado en el Estero El Ingenio después
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de Panulcillo (E3). Cabe destacar que en este análisis el punto Río Grande en El
Guindo (G2) presenta niveles de boro mayores que en la campaña anterior (0.14 mg/L
vs <0,05 mg/L), sin embargo se repite la concentración en el punto de agua subterránea
APR El Guindo (G3) de 0.18 mg/L.
En aguas subterráneas, los valores no presentaron variaciones importantes. La
excepción la constituyeron los puntos ubicados en Punitaqui (P7, P8 y P9) en que
disminuyeron los niveles por debajo del límite de detección. En comparación con la
campaña de otoño, cabe señalar que en la campaña de primavera el punto APR
Camarico Chico (P3) presentó valores similares a los demás puntos del Estero
Punitaqui, contrastando con el descenso abrupto que había mostrado en la campaña
anterior.
En relación a la figura 18 panel B, donde se muestran las concentraciones de boro
disuelto en el agua subterránea, es necesario indicar que este no presenta el límite
permisible en la normativa vigente ya que este parámetro no está incluido en la NCh
409. Sin embargo si se considera el límite recomendado por la Organización Mundial de
la Salud para agua potable, que corresponde a 0.5 mg/L (OMS, 2006), se observa que
ninguno de los puntos lo excede.
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Figura 18: Boro en agua superficial (Panel A) y subterránea (Panel B). NCh 1333
0,01
0,1
1
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Dirección del Flujo
B m
g/L
Puntos
A
0,01
0,1
1
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
B m
g/L
Puntos
Dirección del Flujo B
60
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4.2.3 Análisis Gráfico: Diagramas de Piper
Se presenta a continuación, a modo de complemento, una caracterización de la
composición de aguas superficiales y subterráneas en función de sus cationes y
aniones mayores utilizando diagramas de Piper. Para la confección de estos diagramas
se utilizo el programa AQqa, en el cual las concentraciones de los elementos se
expresaron en mg/L.
En aguas superficiales (Fig. 19), el diagrama de Piper muestra, al igual que en la
campaña anterior, que las aguas del Río Limarí y Hurtado se agrupan cercanas y
clasificadas en su mayoría como aguas bicarbonatadas cálcicas (Ca(HCO3)2). Las
excepciones, en esta oportunidad, fueron los puntos Río Limarí en cruce Los Aromos
(L7) y Barraza (L9) cuyas aguas fueron clasificadas como del tipo cloruradas cálcicas
(CaCl2). En cuanto a las aguas del Río Grande, éstas fueron clasificadas,
coincidentemente con el primer muestreo, como bicarbonatadas cálcicas. En cuanto al
Estero El Ingenio, una muestra pertenece al tipo bicarbonatada cálcica (Lagunillas
(E2)), otras dos al tipo clorurada cálcica (Cruce El Trapiche (E5) y Estero El Ingenio en
Badén (E4)) y el punto Estero El Ingenio en Cruce Talhuén (E3) se clasifica como
bicarbonatada sulfatada. Las aguas del Estero Punitaqui clasifican dentro de las aguas
del tipo cloruradas cálcicas.
61
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Figura 19: Diagrama de Piper para aguas superficiales. a Grande; % Hurtado; # Estero El Ingenio;
b Limarí; ( Punitaqui.
Para aguas subterráneas el diagrama de Piper (Fig. 20) indica que la muestra
perteneciente a la subcuenca del Río Hurtado se clasifica como del tipo sulfatada
cálcica, al igual que en la campaña anterior. Los puntos APR Cerrillos de Tamaya (L8),
APR Barraza (L10) y APR El Trapiche (E6) fueron clasificadas como aguas cloruradas
cálcicas, coincidiendo con la clasificación obtenida por los puntos de aguas
superficiales cercanos a ellos (puntos L7, L9 y E5) lo cual podría indicar una probable
interacción entre éstas. Esta situación se reitera en ambas campañas de muestreo. La
muestra del Río Grande se clasificó como un agua del tipo bicarbonatada cálcica. En
relación a los puntos muestreados en el Estero Punitaqui, en su mayoría se clasificaron
como aguas del tipo cloruradas cálcicas, con excepción de los puntos de Rinconada de
Punitaqui (P7 y P9), que clasificaron como bicarbonatadas cálcicas.
E3
E3
62
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Figura 20: Diagrama de Piper para aguas subterráneas. IGrande; - Hurtado; K Estero El Ingenio;
j Limarí; 0 Punitaqui.
La Figura 21 muestra el diagrama de Piper de los promedios de las concentraciones de
iones mayores para cada subcuenca, tanto para aguas superficiales como
subterráneas. Luego, en la Tabla 11 se clasifican las aguas de cada subcuenca según
las fases dominantes.
63
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Figura 21: Diagrama de Piper para los promedios de cada subcuenca (entre paréntesis se indica el
número de muestras considerado). Promedio agua superficial: a Grande (2); E Hurtado (2); #
Estero El Ingenio (4); b Limarí (5); ( Punitaqui (2). Promedio agua subterránea: I Grande (1); M
Hurtado (1); K Estero El Ingenio (2); j Limarí (5); 0 Punitaqui (7).
La tabla 11 muestra la clasificación de aguas de cada una de las subcuencas. Con
respecto a ésta, y en comparación con lo obtenido en la campaña anterior, se puede
señalar que tanto en aguas superficiales como en aguas subterráneas estas
clasificaciones coinciden en ambos muestreos.
64
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Tabla 11: Clasificación de aguas por subcuencas.
Subcuenca Agua Superficial Agua Subterránea
Grande Bicarbonatada cálcica Bicarbonatada cálcica
Hurtado Bicarbonatada cálcica Bicarbonatada cálcica
Limarí Clorurada cálcica Clorurada cálcica
El Ingenio Sulfatada cálcica Sulfatada cálcica
Punitaqui Clorurada cálcica Clorurada cálcica
La tabla 11 muestra que las cinco subcuencas en análisis presentan el mismo tipo de
clasificación tanto en aguas superficiales como subterráneas, pudiendo esto ser un
indicador de cierto grado de interacción entre ambas. En general, los resultados
obtenidos concuerdan con lo concluido en el análisis de la campaña anterior.
Es importante destacar, con respecto a la clasificación de aguas por subcuencas, que
tanto en el caso de Río Grande como de Río Hurtado en su componente de agua
subterránea, esta se generó a partir de sólo un punto de muestreo pudiendo no ser las
clasificaciones obtenidas necesariamente representativas de la situación en toda la
subcuenca.
4.2.4 Análisis Gráfico: Diagramas Stiff
Los diagramas de Stiff permiten evaluar de forma complementaria la distribución
espacial de las diferentes composiciones de acuerdo a los cationes y aniones mayores.
A continuación, se presentan estos diagramas de los sitios de muestreo, tanto para
aguas superficiales como subterráneas.
Al igual que en Jofré (2011) se puede observar en aguas superficiales (Fig. 22), la
influencia de las aguas del Río Grande por sobre las aguas del Río Hurtado, en la
composición de las aguas del Río Limarí en Los Peñones (L1). Se mantiene, pese a la
variación estacional, el notorio cambio en la composición química de las aguas del
Estero El Ingenio después de Panulcillo, específicamente en las concentraciones de
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sulfato y cloruro, en directa relación con lo mencionado en los análisis gráficos de
variación espacial.
Figura 22: Diagrama de Stiff en aguas superficiales.
Para aguas subterráneas (Fig. 23), las observaciones son similares a las realizadas
para aguas superficiales. Se observa cierta similitud entre los puntos de muestreo
Estero Punitaqui P1 y P3 con las Vertientes de Punitaqui (P7, P8 y P9). Cabe señalar
que, en relación a lo obtenido en la campaña anterior, la presente campaña muestra la
misma predominancia iónica pero con menores magnitudes. Esto último se hace más
evidente al comparar los resultados de las vertientes de Punitaqui (P7, P8 y P9).
Panulcillo
66
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Figura 23: Diagrama de Stiff en aguas subterráneas.
Al realizar un análisis visual conjunto de aguas superficiales y subterráneas es posible
diferenciar siete grandes grupos (Fig. 24). La primera agrupación (1) está compuesta
por las aguas del Río Hurtado, el Río Grande y el Río Limarí, hasta el APR Limarí (L4)
con aguas principalmente bicarbonatadas cálcicas. La segunda agrupación (2) está
formada sólo por dos puntos del Estero El Ingenio, APR Estación Recoleta (E1) y
Lagunillas (E2). Aguas abajo del punto E3 (cruce Talhuén) se diferencia un tercer grupo
(3). Este se emplaza hasta el final de la cuenca, incluyendo el punto de Rinconada de
Punitaqui APR Los Nogales (P4), y en él claramente se detecta la predominancia de los
aniones sulfato y cloruro, posiblemente debido a la influencia de la actividad minera de
Panulcillo en la composición de las aguas, de igual modo se observa un alto contenido
de calcio. Un cuarto grupo (4) lo componen los puntos del Río Limarí Cruce San Julián
Panulcillo
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con El Trapiche (L5) y el APR San Julián (L6). El quinto grupo (5) está formado por los
puntos de Rinconada de Punitaqui: Estero Punitaqui en Chalinga (P5) y APR Chalinga
(P6) caracterizado por aguas cloruradas sódicas. Un sexto grupo (6), compuesto por
aguas del Estero Punitaqui (P1, P2 y P3). Finalmente, el séptimo grupo (7) está
formado por los puntos correspondientes a las Vertientes del mismo lugar (P7, P8 y P9)
donde encontramos agua con una presencia predominante de bicarbonato. Se destaca
que, en general, de acuerdo a las formas que muestran las composiciones de las aguas
según Stiff, existe una similitud en la composición química al interior de las distintas
agrupaciones, tanto en aguas superficiales como en aguas subterráneas, lo cual
permite advertir un nivel de interacción entre ambos componentes hidrológicos. Lo
anterior se hace particularmente visible en el grupo cuatro en el cual, si bien está
compuesto sólo por dos muestras, se observa una clara similitud.
68
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Figura 24: Diagrama de Stiff con todos los puntos de muestreo (1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 corresponden a los números de los grupos mencionados en el
texto).
(1)
(2)
(3)
(4)
(5) (6)
(7)
69
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4.2.5 Análisis Gráfico: Diagramas Araña para Aguas Superficiales.
De modo de realizar un mejor análisis de la zona de estudio, se presenta a continuación
una comparación entre los valores promedios mundiales y los obtenidos en este estudio
por subcuenca para los parámetros Ca, Mg, Na, K, N-NO3, HCO3, SO4 y B. Finalmente
se agrega el promedio general por parámetro para cada afluente.
4.2.5.1 Río Grande
Al igual que en el análisis realizado para los datos de la campaña de otoño, en Río
Grande (Fig. 25) ambos puntos muestran un comportamiento similar, con valores por
sobre la media mundial en la mayoría de los parámetros. La excepción la constituyen K
y N-NO3. Con respecto al potasio se observan valores un poco más bajos a la media
mundial. En cuanto a nitratos, presenta valores muy por debajo de la media, en
comparación con los otros parámetros. Esta diferencia se vio incrementada en la
presente campaña en análisis en esta memoria.
Figura 25: Razón entre la concentración en aguas superficiales del Río Grande y la media mundial.
0,1
1,0
10,0
Ca
Mg
Na K
HC
O3
NO
3
SO4 B
G1 G2
Ra
zón
Parámetros
70
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4.2.5.2 Río Hurtado
Presenta un comportamiento similar al descrito para el Río Grande (Fig. 26). Se
observan valores sobre la media mundial en los mismos parámetros que los vistos
anteriormente. Y nuevamente la excepción la constituyen potasio y nitrato. Esto
coincide además con lo observado en la campaña anterior.
Figura 26: Razón entre la concentración en aguas superficiales del Río Hurtado y la media mundial.
4.2.5.3 Estero El Ingenio
Las muestras del Estero El Ingenio (Fig. 27) presentan altos valores en todos los
parámetros con respecto a los promedios mundiales. Se reiteran los altos contenidos de
SO4 hallados también en la campaña anterior, específicamente desde cruce Talhuén
(E3), lo que se atribuye a la infiltración de soluciones provenientes de la actividad
minera que se desarrollaba en el sector, la presencia de terrazas marinas en la cuenca
y a los procesos evaporativos que ocurren en el lugar.
0,1
1,0
10,0
100,0
Ca
Mg
Na K
HC
O3
NO
3
SO4 B
H1 H2
Ra
zón
Parámetro
71
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Figura 27: Razón entre la concentración en aguas superficiales en Estero El Ingenio y la media mundial.
4.2.5.4 Río Limarí
En general, presenta enriquecimiento significativo en Ca, Mg, Na, HCO3, SO4 y B (Fig.
28), un enriquecimiento moderado en K y un empobrecimiento en N-NO3 en términos
relativos, con respecto a las medias mundiales. En esta oportunidad los puntos del Río
Limarí en Cruce Los Aromos (L7) y en Barraza (L9) presentan las razones más altas en
comparación con los otros puntos, respecto a los promedios mundiales y no sólo L7
como en el muestreo anterior. Como se mencionó en Jofré (2011) esto se puede deber
a que estos son los primeros puntos aguas abajo luego de la confluencia del Estero El
Ingenio con el Río Limarí, el cual trae valores elevados en los diferentes parámetros
evaluados. Los valores de B para los puntos L3 y L7, muy bajos en la primera campaña,
se ven aumentados en esta oportunidad, encontrándose todas las muestras muy
enriquecidas respecto a la media mundial.
0,1
1,0
10,0
100,0
Ca
Mg
Na K
HC
O3
NO
3
SO4 B
E2 E3 E4 E5
Ra
zón
Parámetro
72
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Figura 28: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Río Limarí y la media mundial.
Nótese que en la mayoría de los parámetros, exceptuando el NO3, L7 (Río Limarí en Cruce Los Aromos)
y L9 (Río Limarí en Barraza) están superpuestos.
4.2.5.5 Estero Punitaqui
El Estero Punitaqui (Fig. 29) presenta enriquecimiento en Ca, Mg, Na y SO4, y un
aumento moderado para K, HCO3 y B, al igual que en la campaña anterior. Sin embargo
en el parámetro N-NO3 presenta valores muy similares a la media mundial
disminuyendo lo observado en la campaña de otoño, en la cual se señaló un
enriquecimiento moderado de N-NO3 en el Estero. En general, ambos puntos del Estero
Punitaqui presentan un comportamiento similar. Se reafirma lo señalado en Jofré (2011)
respecto a los altos valores para sodio, indicando que esto se puede deber a que los
puntos de muestreo se encuentran ubicados cercanos a la costa, por lo que podrían
estar influenciados por neblinas costeras.
0,1
1,0
10,0
100,0
Ca
Mg
Na K
HC
O3
NO
3
SO4 B
L1 L3 L5 L7 L9
Ra
zón
Parámetro
73
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Figura 29: Razón entre la concentración de los puntos muestreados en Estero Punitaqui y la media
mundial.
Al igual que en la campaña anterior las razones promedio para las cinco subdivisiones
de la cuenca, respecto a la media mundial, muestran un mismo patrón (Fig. 30). Se
observa nuevamente como el Río Limarí es altamente influenciado en su composición
por las aguas provenientes del Estero El Ingenio, y por los Ríos Grande y Hurtado. Se
mantiene el alto valor promedio para el sulfato en El Ingenio. Se puede señalar que los
Ríos Grande y Hurtado mantienen, pese a la variación estacional, patrones muy
similares y con menores concentraciones que el resto de la cuenca.
0,1
1,0
10,0
100,0
Ca
Mg
Na K
HC
O3
NO
3
SO4 B
P2 P5
Ra
zón
Parámetro
74
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Figura 30: Promedio de cada subdivisión de la cuenca del río Limarí y la media mundial.
G: Río Grande; H: Río Hurtado; E: estero El Ingenio; L: Río Limarí; P: estero Punitaqui.
4.2.6 Relaciones concentración–profundidad para aguas subterráneas.
Para las aguas subterráneas puede ser de interés analizar las relaciones entre la
concentración de los parámetros y la profundidad del agua muestreada. La profundidad
se determinó en base a dos tipos de información: Profundidad de la zona ranurada
(zona de captación) y profundidad del pozo. Al igual que en la campaña anterior las
profundidades en las zonas de captación sólo se obtuvieron para cinco puntos: APR
Barraza (H3), APR El Trapiche (E6), APR Cerrillos de Tamaya (L8), APR Graneros (P1)
y APR Camarico Chico (P3). En los puntos restantes se hizo la relación con la
profundidad de la bomba (por inexistencia de la otra información).
Tanto la información de la profundidad de la bomba como la profundidad del pozo
fueron obtenidas de Jofré (2011), al igual que la información de la profundidad de la
zona de captación.
0,1
1,0
10,0
100,0
Ca
Mg
Na K
HC
O3
NO
3
SO4 B
E H G L P
Ra
zón
Parámetro
75
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a) Considerando la profundidad de la zona de captación / profundidad de la bomba.
Tal como se describe en Jofré (2011), la Figura 31 muestra que no es posible
establecer una relación clara entre la profundidad y las concentraciones de SO4 y N-
NO3. Sin embargo, se advierte una relación inversa entre la profundidad y las
concentraciones de cloruro, es decir, que a menor profundidad, mayor es la
concentración (Fig. 31, panel C), especialmente si se ignoran las muestras
correspondientes a Punitaqui. Lo anterior puede deberse a la evapotranspiración que se
produce a esta profundidad, la que hace que aumenten estos valores (Fig. 31, panel D).
Para una mejor observación de la relación entre la profundidad de la zona de captación
de la bomba y la concentración de los diferentes aniones se generaron de manera
anexa gráficos excluyendo el punto APR Los Nogales (P4) (Fig. 31, paneles B, D y F).
El punto descartado presentaba mayor valor de profundidad de la bomba (65 m.) en
comparación con el resto de los pozos muestreados.
76
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Figura 31: Relaciones entre la profundidad de la bomba (M) - zona ranurada-Criba (a) y las
concentraciones de SO4 (Panel A), excluyendo punto P4 (Panel B); Cl (Panel C), excluyendo punto P4
(Panel D); N-NO3 (Panel E), excluyendo punto P4 (Panel F).
G3H3
L2L4
L6
E1
E6L10
P1
P4
P6
P3
0
100
200
300
400
0 20 40 60 80
SO4
mg/
L
Profundidad m
G3H3
L2L4
L6
E1
E6 L10
P1
P6
P3
0
100
200
300
400
0 10 20 30
SO4
mg/
L
Profundidad m
G3H3L2
L4
L6
E1
E6
L8L10
P1P3
P4P6
10
100
1000
0 20 40 60 80
Cl m
g/L
Profundidad m
G3H3
L2
L4
L6
E1
E6
L8L10
P1P3
P6
10
100
1000
0 10 20 30
Cl m
g/L
Profundidad m
G3H3
L2
L4
L6
E1
E6
L8
L10
P1
P3
P4P6
0,1
1
10
100
0 20 40 60 80
N(N
O3)
mg/
L
Profundidad m
G3
H3
L2
L4
L6
E1
E6
L8
L10
P1
P3
P6
0,1
1
10
0 10 20 30
N(N
O3)
mg/
L
Profundidad m
C
77
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b) Según la profundidad del pozo.
Considerando la profundidad del pozo, no fue posible establecer una relación entre éste
y las concentraciones de los diferentes parámetros (Fig. 32, paneles A - F). Al igual que
en la relación anterior se excluyó el punto P4 (APR Los Nogales) en las figuras de la
columna de la derecha por ser el punto de muestreo de mayor profundidad.
Figura 32: Relaciones entre la profundidad del pozo y las concentraciones de SO4 (Panel A), excluyendo punto P4 (Panel B); Cl (Panel C), excluyendo punto P4 (Panel D); N-NO3 (Panel E), excluyendo punto P4
(Panel F). M Punto de muestreo.
G3H3
L2L4
L6
E1
E6 L10
P1P3
P4
P6
0
100
200
300
400
0 50 100 150
SO4
mg/
L
Profundidad m
A
G3H3
L2 L4
L6
E1
E6 L10
P1P3
P6
0
100
200
300
400
0 20 40 60SO
4m
g/L
Profundidad m
B
G3
H3L2
L4
L6
E1
E6
L8
L10
P1P3
P4P6
10
100
1000
0 50 100 150
Cl m
g/L
Profundidad m
C
G3
H3L2
L4
L6
E1
E6 L8L10
P1P3
P6
10
100
1000
0 20 40 60
Cl m
g/L
Profundidad m
D
G3H3
L2
L4
L6
E1
E6
L8
L10
P1
P3
P4
P6
0,1
1
10
100
0 50 100 150
N(N
O3)
mg/
L
Profundidad m
G3
H3
L2
L4
L6
E1
E6
L8
L10
P1
P3P6
0,1
1
10
0 20 40 60
N(N
O3)
mg/
L
Profundidad m
FE
78
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4.2.7 Estimación de la Tasa de Recarga en aguas subterráneas.
A continuación se presenta la estimación de la tasa de recarga en aguas subterráneas
realizada utilizando el método de balance de masa de cloruro (Tabla 12). Para este fin
se utilizaron muestras de agua de precipitaciones tomadas de los colectores ubicados
en dos estaciones a lo largo de la zona de estudio: La Paloma y Carretera.
La presente estimación se realizará para el año 2010, con la finalidad de comparar con
lo obtenido por Jofré (2011).
En general, los rangos en que fluctúa la tasa de recarga es de 0,5 – 10,3 mm/año. Este
rango es similar a lo observado en el análisis de la campaña anterior (0.6 – 10.2
mm/año).
El promedio de la tasa de recarga en el inicio del área de estudio es de 5,0 mm/año lo
que representan un 3,8% de las precipitaciones; en la parte media 2,1 mm/año con un
porcentaje de 1,7%, y en la parte final el promedio es de 4,5 mm/año representando un
3,7% de las precipitaciones, considerando los valores de estas últimas del año 2010.
79
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Tabla 12: Estimación tasa de recarga en aguas subterráneas.
Sector Punto
Tasa Recarga mm/año
Promedio por zona
2010 2010
APR El Guindo G3 7.0
5.0 APR Villaseca H3 4.9
APR Estación Recoleta E1 3.1
Aguas del Valle Ovalle L2 7.5
2.1
APR Limarí L4 4.5
APR San Julián L6 1.4
APR El Trapiche E6 0.8
APR Cerrillos Tamaya L8 0.5
APR Barraza L10 0.7
APR Graneros P1 2.1
4.5
APR Camarico Chico P3 1.8
APR Los Nogales P4 1.0
APR Chalinga P6 0.8
Rinconada Punitaqui P7 8.2
Rinconada Punitaqui P8 4.3
Rinconada Punitaqui P9 10.3
Promedio
3.7
Mínimo
0.5
Máximo
10.3
Desviación Estándar
3.1
80
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4.3 Isótopos
4.3.1 Análisis Preliminar General
La línea meteórica local utilizada en el presente análisis fue obtenida a partir de
muestras de agua de lluvia recolectadas durante el 2009 y 2010 desde diferentes
puntos de la cuenca y cuyo detalle se encuentra en Jofré (2011). La ecuación de la
mencionada recta es:
δ2H = 8.9 δ18O + 18.7
La Figura 33 muestra la composición isotópica de las aguas, las cuales presentan
rangos para el deuterio desde -75.5 a -34.5 ‰ y para el caso del oxígeno 18 los valores
fluctúan entre -9.61 a -5.28 ‰. Cabe destacar, respecto al último parámetro
mencionado, que el rango de valores en el que se encuentran los puntos es
considerablemente pequeño, lo que es necesario recordar al analizar la variación del
oxígeno 18 en la zona de muestreo y para hacer una interpretación correcta de las
figuras que se presentan a continuación.
La totalidad de las muestras tomadas tanto en agua superficial como subterránea
presentan valores por debajo del línea meteórica local, destacándose los puntos
correspondientes a Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9) por su cercanía a ésta, lo
cual es similar a lo presentado por Jofré (2011) en el análisis de la campaña de otoño.
Al igual que se describe en el análisis de la campaña anterior la figura 33 muestra
cuatro grupos principales en la distribución de los puntos. El grupo nº 1 está compuesto
por los puntos correspondientes a Río Hurtado (H2 y H3), de los cuales se puede
mencionar que su señal isotópica, notoriamente más empobrecida en isótopos
pesados, indicaría que se trata de lluvia caída aguas arriba del embalse Recoleta. El
segundo grupo corresponde a los puntos del Estero Punitaqui (P2, P3, P5 y P6), que
muestran valores con mayor señal isotópica. En el grupo central, nº 3, se observa una
concentración de puntos tanto de agua superficial como subterránea las que muestran
características similares de poca variación isotópica, probablemente una mezcla de
señales. Por último, el grupo nº 4, formado por las muestras pertenecientes al sector de
81
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Rinconada de Punitaqui, muestra por su señal isotópica que se trata de aguas de
recarga local.
Figura 33: Resultados señal isotópica en todos los puntos de muestreo (Panel A) y detalle de agrupación
3 (Panel B). E Agua superficial; M agua subterránea - - - - LML; GMWL;
Línea de regresión de todos los puntos de muestreo (δ2H= 9,3 δ
18O + 10,4)
Línea de regresión agrupación 3 (δ2H = 7.3 δ
18O – 5.4)
E1
H3
G3
L8
L2L6E6
L4
L10
P1
P3
P4
P6
P7P8
P9
E2E3 E4
E5L5 L7
H1
H2
G1
G2L1
L3
P5P2
L9
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-10 -9 -8 -7 -6 -5
δ2 H
(‰
)
δ18O (‰)
E1
G3
L8
L2L6
E6L4
L10P1
P4
E2E3 E4
E5 L5 L7
H1G1
G2
L1
L3
L9
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-8,5 -8,0 -7,5 -7,0 -6,5δ18O (‰)
δ2H
(‰)
4
2
3
1
82
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De la señal isotópica de todos los puntos de muestreo y también la línea de tendencia
de aguas superficiales y subterráneas (Figura 33), se puede desprender que las
muestras tienen una señal isotópica propia de aguas empobrecidas en deuterio por
efecto de la evaporación, con excepción de los puntos P7, P8 y P9 de Rinconada de
Punitaqui, ya que la línea de tendencia sigue una orientación paralela a la línea
meteórica local, pero ubicada bajo ésta. Esta característica se atribuye a la acción de
los embalses Recoleta y La Paloma como lugares de evaporación, así como al sistema
de canales de distribución de agua de riego desde los embalses y su aplicación en los
terrenos agrícolas, tanto en terrazas fluviales como en la planicie fluvial actual.
Así a modo de análisis general se puede decir que la disposición de los puntos
corresponde a una combinación de los procesos de evaporación del agua en el
embalse, evaporación de agua en el suelo (agua infiltrada y de riego) y de precipitación
local.
Tabla 13: Líneas de tendencia aguas superficiales y subterráneas.
Tipo Ecuación R
2
a) Agua Superficial δ2H = 7,9 δ
18O - 1,4 0,98
b) Agua Subterránea δ2H = 10,1 δ
18O + 17,5 0,86
c) Agua Superficial + Agua Subterránea δ2H = 9,3 δ
18O + 10,4 0,87
d) Línea Meteórica Local (LML) δ2H = 8,9 δ
18O + 18,7 0,99
A continuación, se analizan aguas superficiales y aguas subterráneas con mayor
detalle.
Las aguas superficiales (Fig. 34, paneles A y B), muestran variadas señales isotópicas
a lo largo de la cuenca. La muestra que presenta un valor menor, tanto de deuterio
como de oxígeno 18, fue Río Hurtado en Villaseca (H2). Lo anterior hace suponer,
como ya se señaló, que dichas aguas provienen de zonas ubicadas aguas arriba del
embalse Recoleta, de una recarga a mayor altura. De hecho, la señal isotópica de la
83
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lluvia colectada en Tulahuén (987 m.s.n.m) es de -8.4 ‰ para 18O y -55 ‰ para 2H. Los
puntos menos empobrecidos son P2 y P5, esto último probablemente evidencia una
mayor participación de procesos de recarga local debido a la ubicación de estos puntos
cercana a la costa.
En la Tabla 13 se puede observar que las aguas superficiales se ven afectadas por la
evaporación, ya que la pendiente de la línea de regresión del agua superficial, es menor
que la de la línea meteórica local, lo que es una característica típica de las aguas que
han sido objeto de este proceso. Esta característica se atribuye a la acción de los
embalses Recoleta y La Paloma como lugares de evaporación, ubicados en la
“cabecera” del área de estudio.
En relación a los resultados obtenidos en la campaña anterior (de otoño) se puede
señalar que no se observan variaciones importantes respecto a ésta.
84
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Figura 34: Resultados señal isotópica en agua superficial (Panel A) y detalle de agrupación central
(Panel B). E Agua superficial; M agua subterránea; LML; GMWL;
Línea de tendencia
E2 E3E4E5L5
L7
H1
H2
G1
G2L1L3
P5
P2
L9
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
-10,00 -7,50 -5,00δ18O (‰)
E3E4E5
L5L7
G2L1L3
L9
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
-8,00 -6,50δ18O (‰)
A
B
85
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Como se observa en la figura 35, que muestra la señal isotópica para aguas
subterráneas, se pueden distinguir tres grupos en la distribución de los resultados,
además del punto H3 el cual presenta la menor señal isotópica, esto último en directa
relación con lo que ocurre con el punto de agua superficial Río Hurtado en Villaseca
(H2).
El grupo nº1 corresponde a muestras aguas abajo del embalse La Paloma, con señales
isotópicas medias, considerando la señal isotópica de los puntos de recolección de
agua de lluvia (Tabla 14). El segundo grupo, conformado por los puntos P3 (Camarico
chico) y P6 (APR Chalinga) en la zona baja del Estero Punitaqui, presenta valores más
enriquecidos en isótopos pesados. Y por último, una tercera agrupación, compuesta por
los puntos de muestreo P7, P8 y P9 (Estero Punitaqui) presenta una considerable
cercanía a la línea meteórica local lo que nos indica que estos puntos corresponden a
un sitio donde las aguas subterráneas (vertientes) poseen su origen en la recarga
debido a las precipitaciones que ocurren en el lugar.
Tabla 14: Señal isotópica de las estaciones de muestreo de aguas lluvias.
Estación
Altura
msnm
18O
‰
2H
‰
Tulahuén 987 -8.4 -55.0
La Paloma 335 -6.0 -34.3
Carretera 214 -4.0 -16.6
Al comparar los resultados obtenidos en el estudio actual, con los resultados de la
campaña anterior, se puede determinar que para las aguas subterráneas la señal
isotópica es similar en ambos casos.
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Figura 35: Resultados señal isotópica en agua subterránea. - - - - LML; GMWL;
Línea de regresión excluyendo los puntos P7, P8 y P9 (δ2H = 7.6 δ
18O -1.9);
b Estación Tulahuén; a Estación La Paloma; # Estación Carretera.
Es importante señalar finalmente que debido a la similitud de las señales isotópicas de
las aguas superficiales y subterráneas en puntos cercanos, lo cual se repite en ambas
campañas de muestreo, se puede inferir que existe una estrecha relación entre éstas.
4.3.2 Análisis Especiales
4.3.2.1 Razón δ2H/ δ18O
En la Figura 36 se puede observar que la razón 2H/18O en el agua superficial presenta
un comportamiento bastante regular a lo largo de toda la cuenca, con valores entre 7,8
y 8,4. Esto es similar a lo encontrado en la campaña anterior analizada por Jofré (2011).
E1
H3
G3
L8
L2
L6 E6L4
L10
P1P3
P4
P6
P7
P8P9
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4
δ 2 H
‰
δ18 O‰
1
2
3
87
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Figura 36: Razón
2H/
18O en agua superficial.
Figura 37: Razón
2H/
18O en agua subterránea.
Las aguas subterráneas presentan un comportamiento similar al de las aguas
superficiales, con valores cercanos a 8, lo cual nos indica que existe una fuerte relación
e interacción entre las aguas superficiales y subterráneas muestreadas. La excepción a
lo anterior corresponde a las muestras del sector de Punitaqui (P7, P8 y P9), las que
presentan una razón menor cercana a 6, valor que representa la señal isotópica de la
lluvia caída en este sector y que se infiltra directamente. Esto coincide con lo analizado
por Jofré (2011) en la campaña anterior.
4.3.2.2 Relaciones Valor- Altura, aguas superficiales
A continuación se presentan las figuras 38 y 39 que muestran, para las aguas
superficiales, la relación existente entre la altura del punto de muestreo y su señal
isotópica.
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9 P2 P5
Raz
ón
2 H/18
O
Puntos
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
G3 H3 L2 L4 L6 E1 E6 L8 L10 P1 P3 P4 P6 P7 P8 P9
Raz
ón
2 H/1
8 O
Puntos
88
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Figura 38: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de 2H en agua superficial.
Línea de regresión todos los puntos (δ2H = -0,1A – 48); R
2=0,47
Línea de regresión sin considerar H2, P2 y P5 (δ2H = -0,04A – 54); R
2=0,9;
A: altura (m.s.n.m.); ! Estación La Paloma.
Figura 39: Relación entre altura del punto de muestreo y la señal isotópica de 18
O en agua superficial.
Línea de regresión todos los puntos (δ2H = -0,01A – 6); R
2=0,44;
Línea de regresión sin considerar H2, P2 y P5 (δ2H = -0,004A – 7); R
2= 0,83;
A: altura (m.s.n.m.).
G1G2
H1
H2
L1
L3L5
E2E3
E4E5L7
L9
P2
P5
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
0 100 200 300 400
δ2 H
Altura m.s.n.m.
G1
G2
H1
H2
L1
L3L5
E2
E3
E4E5L7L9
P2
P5
-10,00
-9,00
-8,00
-7,00
-6,00
-5,00
0 100 200 300 400
δ1
8 O
Altura m.s.n.m.
89
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Al observar las Figuras 38 y 39 se puede determinar que existe una relación entre la
altura en la que fueron tomadas las muestras de agua superficial en la cuenca y su
señal isotópica, lo cual no difiere de lo observado por Jofré (2011).
Se puede observar que en aguas superficiales, las tendencias del 18O y el 2H son
coincidentes, es decir, presentan señales isotópicas enriquecidas en los puntos
cercanos a los embalses. Esto se puede explicar debido al rol de puntos de
evaporación que ejercen los embalses.
La excepción a lo anteriormente dicho la constituyen el punto Río Hurtado en Villaseca
(H2) y los puntos del Estero Punitaqui en Camarico y Chalinga (P2 y P5). En el primer
caso (H2) su ubicación en el gráfico en análisis confirma que se trata de aguas
precipitadas aguas arriba del embalse y que se desplazaron hasta este punto. De igual
modo los puntos del Estero Punitaqui (P2 y P5), se encuentran por sobre la línea de
tendencia, esto indica que se trataría de aguas de recarga local cercana a la costa, y
estarían por lo tanto ajenas al efecto de los embalses.
4.3.2.3 Relaciones Valor- Profundidad, aguas subterráneas
Para el caso de las aguas subterráneas se presenta, en la figura 40 (paneles A y B), la
relación entre la señal isotópica y la cota superficial de cada punto muestreado. Como
se puede observar los puntos P7, P8 y P9 representan una situación local particular,
difiriendo ampliamente de lo representado por los demás puntos de muestreo. Es por
esto que, con la finalidad de realizar un mejor análisis, han sido excluidos de la
evaluación de ambas relaciones. De todas formas, en relación a los puntos
pertenecientes a Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9) se puede corroborar lo
mencionado anteriormente: estos puntos representan una situación de recarga local por
lluvia. Se observa esto debido a su señal isotópica poco fraccionada (señal isotópica
similar a la precipitación).
90
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Figura 40: 2H en agua subterránea (Panel A).
2H en agua subterránea con exclusión de los puntos P7, P8
y P9 (Panel B). Línea de regresión (δ2H = -0,05C – 48); R
2= 0,31; C: cota superficial (m.s.n.m.).
G3
H3
L2
L4L6
E1E6
L8
L10
P1P3
P4
P6P7 P8
P9
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
δ2 H
(‰
)
Cota superficial m.s.n.m.
G3
H3
L2
L4L6
E1E6
L8
L10
P1P3
P4
P6
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
0 50 100 150 200 250 300 350
δ2 H
(‰
)
Cota superficial m.s.n.m.
A
B
91
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Figura 41: 18
O en agua subterránea (Panel A). 18
O en agua subterránea con exclusión de los puntos P7,
P8 y P9 (Panel B). Línea de regresión (δ18
O = -0,01 C – 5,9); R2= 0,48; C: cota superficial
(m.s.n.m.).
G3
H3
L2
L4L6
E1E6
L8L10
P1
P3
P4
P6
P7 P8
P9
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
δ1
8 O (
‰)
Cota superficial m.s.n.m.
G3
H3
L2
L4L6
E1E6
L8L10
P1
P3
P4
P6
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 50 100 150 200 250 300 350 400
δ1
8 O (
‰)
Cota superficial m.s.n.m.
A
B
92
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Con respecto a la relación entre la profundidad del pozo de muestreo (Fig. 42 y 43) y
las señales isotópicas, no se puede observar un patrón claro, al igual que lo descrito en
Jofré 2011.
Figura 42: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo.
Panel A: δ2H versus profundidad del pozo (m). Panel B: δ
2H versus profundidad del pozo (m) con
exclusión de punto P4 (APR Los Nogales).
G3
H3
L2 L4
L6
E1E6 L8
L10P1
P3
P4
P6
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0 20 40 60 80 100 120 140
δ2 H
(‰
)
Profundidad del Pozo (m)
G3
H3
L2L4
L6
E1
E6L8 L10
P1P3
P6
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
0 10 20 30 40 50 60
δ2 H
(‰
)
Profundidad del Pozo (m)
A
B
93
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Figura 43: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad del pozo.
Panel A: δ18
O versus profundidad del pozo (m). Panel B: δ18
O versus profundidad del pozo (m) con
exclusión de punto P4 (APR Los Nogales).
G3
H3
L2
L4 L6E1
E6
L8L10
P1
P3
P4
P6
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 20 40 60 80 100 120 140
δ1
8O
(‰
)
Profundidad del Pozo (m)
G3
H3
L2
L4 L6E1
E6
L8L10
P1
P3
P6
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 10 20 30 40 50 60
δ1
8 O (
‰)
Profundidad del Pozo (m)
A
B
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Con respecto a la relación entre la profundidad de la bomba o la zona ranurada
(captación) con las señales isotópicas (Fig. 44 y 45), se advierte cierta correspondencia
en términos de que a mayor profundidad de esta zona, las señales son más negativas.
Figura 44: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la bomba. Panel A:
δ2H versus profundidad de la bomba (m). Panel B: δ
2H versus profundidad de la bomba (m) con exclusión
de punto P4 (APR Los Nogales). Profundidad de la bomba (M) - zona ranurada (Criba;a).
Línea de regresión (δ2H = -0,6 P – 50; R
2= 0,26); Línea de regresión sin considerar H3 y P6
(δ2H = -0,5 P – 51,3; R
2= 0,48) P: profundidad de la bomba (m).
G3
H3
L2L4
L6
E1
E6
L8L10
P1
P3
P4
P6
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0 10 20 30 40 50 60 70
δ2H
‰
Profundidad de la bomba (m)
G3
H3
L2L4
L6
E1
E6
L8L10
P1
P3
P6
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
0 5 10 15 20 25 30
δ2H
‰
Profundidad de la bomba (m)
A
B
95
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Figura 45: Razones isotópicas en agua subterránea en relación a la profundidad de la bomba. Panel A:
δ18
O versus profundidad de la bomba (m). Panel B: δ18
O versus profundidad de la bomba (m) con
exclusión de punto P4 (APR Los Nogales). Profundidad de la bomba (M) - zona ranurada (Criba;a ).
Línea de regresión (δ18
O = -0,07 P – 6,6; R2= 0,25); Línea de regresión sin considerar H3 y P6
(δ2H = -0,07 P – 6,4; R
2= 0,6); P: profundidad de la bomba (m).
Al igual que en Jofré (2011) se observa una tendencia de las señales isotópicas a ser
más negativas en zonas de mayor altitud (Fig. 40 y 41), y en las ubicaciones de las
bombas de pozos de muestreo que están a mayor profundidad (Fig. 42 y 43).
G3
H3
L2
L4L6E1
E6
L8 L10
P1
P3
P4
P6
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 20 40 60 80
δ1
8O
‰
Profundidad de la bomba (m)
G3
H3
L2
L4L6E1
E6
L8 L10
P1
P3P6
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 5 10 15 20 25 30
δ1
8O
‰
Profundidad de la bomba (m)
A
B
96
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4.4 Análisis Químico – Isotópico
El presente análisis considera en forma simultánea la información química e isotópica
de las aguas y tiene por finalidad encontrar evidencias complementarias del
comportamiento del sistema en estudio.
4.4.1 Análisis Gráfico Simple, variación espacial.
La Figura 46 presenta la variación espacial de la concentración de cloruro y 2H en
aguas superficiales. Se observa que existe una directa relación entre la concentración
de cloruro y los valores de deuterio, los cuales aumentan a medida que avanzamos en
la dirección del flujo. Lo mismo se advierte con la señal isotópica de 18O y las
concentraciones de cloruro (Fig. 47). Estas relaciones son iguales a las descritas en
Jofré (2011), donde también la excepción la constituye el punto Río Hurtado en
Villaseca (H2), que presenta una relación inversa, lo que se debería, como ya ha sido
indicado, a que probablemente estas aguas corresponden a afloramientos de aguas
que vienen de sectores más altos en dicha cuenca.
También es posible advertir cierta relación entre las concentraciones de cloruro y los
isótopos estables en aguas subterráneas (Fig. 48 y 49). La excepción la constituye el
punto APR Villaseca (H3) en el cual 2H y 18O están empobrecidos. Nuevamente, y
ratificando lo descrito por Jofré (2011), esto puede deberse a su interacción con H2 (Río
Hurtado en Villaseca) debido a la similitud de sus señales isotópicas.
En general, tanto en aguas superficiales como en subterráneas, se advierte cierta
relación, y en ambas muy semejantes, incluyendo las excepciones mencionadas, lo que
nos puede indicar que hay un importante nivel de interacción. Lo anterior coincide con
lo concluido para la campaña anterior.
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Figura 46: Cloruro y δ2H agua superficial. E Cloruro; b δ
2H. Figura 47: Cloruro y δ
18O agua superficial. E Cloruro; b δ
18O.
Figura 48: Cloruro y δ18
O agua subterránea. M Cloruro; jδ18
O. Figura 49: Cloruro y δ2H agua subterránea. - Cloruro; j δ
2H
-80
-70
-60
-50
-40
-30
1
10
100
1000
G1
G2
H1
H2 L1 L3 L5 E2
E3
E4
E5 L7 L9 P2
P5
δ2 H
‰
Cl m
g/L
Puntos
-10,0
-7,5
-5,0
1
10
100
1000
G1
G2
H1
H2 L1 L3 L5 E2
E3
E4
E5 L7 L9 P2
P5
δ1
8 O ‰
Cl m
g/L
Puntos
-80
-70
-60
-50
-40
-30
1
10
100
1000
G3
H3 L2 L4 L6 E1
E6 L8
L10
P1
P3
P4
P6
P7
P8
P9
δ2 H
‰
Cl m
g/L
Puntos
-10
-7,5
-5
1
10
100
1000
G3
H3 L2 L4 L6 E1
E6 L8 L10
P1
P3
P4
P6
P7
P8
P9
δ1
8 O ‰
Cl m
g/L
Puntos
98
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A continuación se muestra una comparación gráfica para caracterizar las aguas en
función de sus contenidos de cloruro, 2H y 18O.
Las aguas superficiales (Fig. 50, paneles A y B) muestran cinco agrupaciones. El
primer grupo (I) está formado por el Río Grande (G1 y G2), Río Hurtado (H1), Estero
El Ingenio en su parte inicial (E2 y E3), Río Limarí en Los Peñones (L1), La Chimba
(L3) y en cruce San Julián con El Trapiche (L5), es decir, en general muestras
tomadas en la parte inicial (alta) y media del área de estudio. Todos estos puntos
presentan una baja concentración de cloruro, aproximadamente entre 10 – 150 mg/L y
empobrecimiento tanto de deuterio como de oxígeno 18, lo que corresponde a
precipitaciones que ocurren aguas arriba de los embalses, han llegado a ellos, se han
enriquecido un poco producto de la evaporación, y luego han circulado por el área de
estudio como agua de riego (canales) y por el río. Lo anterior se confirma al
considerar la señal isotópica presente en el río Grande, justo antes del embalse La
Paloma, que indica valores de -87.3 ‰ para deuterio y -12 ‰ para oxígeno 18
(Strauch et al., 2009). En segundo lugar (II) se observa la muestra perteneciente al
Estero Punitaqui en Camarico (P2), que presenta una concentración media de cloruro,
212 mg/L, y presenta señales isotópicas menos empobrecidas. Luego, una tercera
agrupación (III) conformada por aguas de las partes bajas del Estero El Ingenio (E5 y
E4) y del Río Limarí (L7 y L9), con altas concentraciones de cloruro, entre 500 a 600
mg/L y señales isotópicas intermedias. La cuarta agrupación (IV) está conformada por
la muestra del Estero Punitaqui (P5), separada de la agrupación anterior ya que si
bien presenta un nivel de cloruro que se encuentra en el rango de éste, está más
enriquecida en isótopos pesados que los puntos que la integran. Finalmente se
considera una quinta agrupación compuesta sólo por las aguas del punto Río Hurtado
en Villaseca (H2), la cual presenta una señal isotópica bastante más empobrecida en
isotopos pesados que las demás muestras y más similar a los valores señalados para
el río antes del Embalse Recoleta.
Respecto de una comparación con la campaña anterior se puede señalar que destaca
el aumento en los niveles de cloruro de los puntos ubicados aguas abajo del Estero El
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Ingenio en Badén (E4), especialmente en el punto Río Limarí en el Cruce Los Aromos
(L7).
Respecto a las aguas subterráneas (Fig. 50, paneles C y D), se distinguen también
cinco agrupaciones. El primer grupo (I) está compuesto por las muestras tomadas en
los pozos APR El Guindo (G3), Estación Recoleta (E1), Limarí (L4), y el pozo
perteneciente a Aguas del Valle (L2), estos siguen la misma tendencia de la primera
agrupación formada en aguas superficiales, las cuales también presentan bajas
concentraciones de cloruro, 10 – 100 mg/L, y están empobrecidos en deuterio y
oxígeno 18. Esto nos puede reafirmar, ya que del mismo modo fue descrito en Jofré
(2011), una posible interacción entre estas aguas, por la coincidencia en la ubicación
de ambos grupos en el gráfico. Luego, la segunda agrupación está compuesta por las
muestras de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9), siendo aguas con bajas
concentraciones de cloruro, 30 – 70 mg/L, y enriquecidas tanto en 2H como en 18O, lo
que nos puede indicar que son aguas con recarga local, específicamente por
precipitaciones, confirmando lo analizado en relaciones antes vistas. Un tercer y
cuarto grupo está conformado por las muestras tomadas en los pozos contiguos a las
muestras de aguas superficiales de las tercera y cuarta agrupación nombradas en el
párrafo anterior respectivamente, las que presentan altas concentraciones de cloruro,
200 – 800 mg/L, y están levemente empobrecidos en deuterio. Éstas son, de acuerdo
a lo señalado por Jofré (2011), aguas altamente salinas y con recarga esporádica de
aguas superficiales. Finalmente encontramos la quinta agrupación (V) compuesta por
el punto APR Villaseca con valores bajos de cloruro y una señal isotópica
empobrecida, con valores cercanos a los señalados para el río justo antes del
embalse, esto al igual que el punto de agua superficial contiguo Río Hurtado en
Villaseca (H2) clasificado de igual modo.
La similitud de las agrupaciones tanto en aguas superficiales como subterráneas,
podría ser considerada como un claro indicador de interacción entre éstas.
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“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
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Figura 53: Relación cloruro e isótopos estables. Paneles A y B: aguas superficiales. Paneles C y D: aguas subterráneas.
L3
G1H1
H2
G2
L1L5
E2 E3
E5E4
L7
L9
P2 P5
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0 150 300 450 600 750Cl mg/L
δ2H
‰
II
III
IV
A
V
G1
G2
H1
H2
L1
L3 L5
E2
E3E4
E5L7
L9
P2P5
-10,00
-9,00
-8,00
-7,00
-6,00
-5,00
0 150 300 450 600 750Cl mg/L
δ1
8 O
‰
I
II
III
IV
B
V
G3
H3
L2
L4L6
E1E6
L8L10P1
P3
P4
P6
P7P8
P9
-80
-70
-60
-50
-40
-30
0 150 300 450 600 750 900Cl mg/L
δ2H
‰ I
II
III
IV
C
V
G3
H3
L2L4
L6E1 E6
L8L10
P1
P3
P4
P6
P7
P8P9
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 150 300 450 600 750 900
δ1
8 O
‰
Cl mg/L
I
IIIII
IV
D
V
I
101
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
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Con el objetivo de complementar el análisis anterior y tener una herramienta más para
establecer el grado de interacción entre aguas superficiales y subterráneas, se
muestra a continuación una comparación gráfica de la relación entre el sulfato tanto
con 2H como con 18O, en ambos tipos de agua (Fig. 52). Cabe señalar que para una
mejor observación de las gráficas, en aguas superficiales se excluyó el punto E3
(Estero El Ingenio en Cruce Talhuén) debido a sus altos valores en las
concentraciones de SO4 (Fig. 52, paneles A y B). Estos considerablemente altos
valores relejan el efecto de sulfuros asociados a los minerales procesados en el
sector minero de Panulcillo.
En aguas superficiales (Fig. 52, paneles A y B) se observan las mismas cinco
agrupaciones que en la gráfica de cloruro, cada una con los mismos puntos
muestreados. El primer grupo (I), presenta bajas concentraciones de sulfato, 50 – 200
mg/L, y gran empobrecimiento de 2H y 18O. El segundo grupo (II), presenta una
concentración media de sulfato, 174 mg/L, con señales isotópicas menos
empobrecidas. El tercer grupo (III), presenta altas concentraciones de SO4, 300 – 510
mg/L, con rangos de -60 a -55 ‰ y de -7,5 a -6 ‰ para deuterio y oxígeno 18
respectivamente. El cuarto grupo (IV) presenta una señal isotópica similar al segundo
grupo pero con mayor cantidad de sulfato. Finalmente el sexto grupo el cual, como se
señaló en el análisis de los gráficos de isótopos vs cloruros, presenta principalmente
una señal isotópica más empobrecida. No se observan diferencias importantes con lo
descrito por Jofré (2011) en el análisis de la primera campaña.
En aguas subterráneas (Fig. 52, paneles C y D), exceptuando los puntos de las
Vertientes de Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9), se observa que las muestras se
encuentran menos dispersas que en el análisis realizado para el cloruro. Sin embargo
se distinguen cinco agrupaciones, igual a lo observado en las gráficas de cloruro. La
primera agrupación (I) está conformada por los puntos de Rinconada de Punitaqui
(P7, P8 y P9) posee bajas concentraciones de sulfato, 10 – 30 mg/L, y se encuentra
enriquecida en isótopos estables. Un segundo grupo (II), está formado por la muestra
APR Chalinga (P6) la cual presenta una concentración de sulfato de 252 mg/L y una
102
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
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señal isotópica levemente enriquecida. Luego, la tercera agrupación (III), con los
puntos L8, L10, P4 y E6, que presentan una concentración de sulfato entre 300 – 420
mg/L, y una señal isotópica levemente empobrecida. La cuarta agrupación (IV)
presenta una concentración de sulfato entre 100 – 200 mg/L, y una señal isotópica
más dispersa entre las muestras que la conforman. Finalmente la quinta agrupación
(V) compuesta sólo por el punto APR Villaseca (H3) cuya clasificación corresponde a
su señal isotópica empobrecida similar a la observada en el punto se agua superficial
contiguo Río Hurtado en Villaseca (H2).
De acuerdo a las gráficas analizadas de sulfato versus las señales isotópicas,
podríamos concluir que, al igual que en lo sucedido en las gráficas de cloruro y en el
análisis de la campaña anterior, se advierte cierta relación entre las agrupaciones
encontradas. En general, con esta similitud en la formación de las agrupaciones es
posible inferir la existencia de interacción entre aguas superficiales y subterráneas.
103
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
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Figura 51: Relación Sulfato e isótopos estables en aguas superficiales. Panel A: Sulfato versus 2H. Panel
B: Sulfato versus 18
O.
G1
G2
H1
H2
L1L3
L5
E2E3
E4E5
L7
L9
P2P5
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
0 200 400 600 800 1000
δ2H
‰
SO4 mg/L
A
G1
G2
H1
H2
L1
L3L5
E2E3E4E5
L7
L9
P2P5
-10,00
-9,00
-8,00
-7,00
-6,00
-5,00
0 200 400 600 800 1000SO4 mg/L
δ1
8 O
‰
B
104
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Figura 52: Relación sulfato e isótopos estables. Paneles A y B: aguas superficiales. Paneles C y D: aguas subterráneas.
G1
G2
H1
H2
L1L3
L5
E2
E4E5
L7
L9
P2P5
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
0 200 400 600
δ2H
‰
SO4 mg/L
IIIV
III
A
V
G1
G2
H1
H2
L1
L3L5
E2
E4E5
L7
L9
P2
P5
-10,00
-9,00
-8,00
-7,00
-6,00
-5,00
0 200 400 600SO4 mg/L
δ1
8 O
‰
I
IIIV
III
B
V
G3
H3
L2
L4 L6
E1 E6 L8
L10P1
P3
P4
P6
P7P8
P9
-80,0
-70,0
-60,0
-50,0
-40,0
-30,0
0 200 400 600SO4 mg/L
δ2H
‰
IC
II
III
IV
V
G3
H3
L2
L4 L6E1 E6
L8L10
P1
P3
P4
P6P7
P8
P9
-10
-9
-8
-7
-6
-5
0 200 400 600SO4 mg/L
δ1
8 O
‰
D
III
III
IV
V
I
105
“Caracterización de la interacción agua superficial / agua subterránea
en la parte baja de la cuenca del río Limarí: Análisis integrado.”
Paulina Rocío Morales Vega/2011
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4.4.2 Análisis Isotopía Radioactiva
De acuerdo a los resultados obtenidos por Jofré (2011) tanto para las muestras de agua
superficial y subterránea a partir de la segunda campaña, se puede indicar que cada
tipo presenta actividades de 222Rn características. En su estudio se señala que las
actividades de Radón 222 en el río son mucho menores que las medidas en aguas
subterráneas (pozos APR), con un promedio aproximado de 1.500 Bq/m3 para las
primeras, mientras que para las segundas alcanza el orden de los 16.000 Bq/m3. Esto
llevó a deducir que existen algunos puntos, de acuerdo a los valores encontrados en
aguas superficiales, directamente relacionados con el aporte de flujo subterráneo ya
que según Green y Stewart (2008) valores de actividad de 222Rn mayores a 1.000
Bq/m3 en muestras de aguas superficiales pueden considerarse como indicador de
cierto grado de exfiltración (aporte de agua subterránea al flujo superficial) cercano y
reciente. El cumplimiento de esta última condición se puede observar en la figura 53.
Figura 53: Niveles de Rn en agua superficial
Se señaló también en Jofré (2011) que los valores más bajos se encuentran en las
muestras tomadas en los embalses o en los ríos, lo que confirmó que en aguas
superficiales el 222Rn es perdido con facilidad por el intercambio gaseoso con la
atmósfera. Por el contrario, los mayores niveles se obtuvieron en los pozos (APR),
100
1000
10000
E2 E3 L3 E4 E5 L5 L7 L9 L1 H2 H1 G2 G1 P2 P5
Bq
/m3
106
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en la parte baja de la cuenca del río Limarí: Análisis integrado.”
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alcanzándose actividades máximas en torno a 25.000 Bq/m3, y en los puntos
muestreados en Rinconada de Punitaqui (P7, P8 y P9) con valores entre los 4.500 –
88.000 Bq/m3. Los resultados generales obtenidos considerando su ubicación espacial,
se muestran en la Figura 54.
Figura 54: Valores de 222
Rn (Bq/m
3) determinados en muestras obtenidas en aguas superficiales y aguas
subterráneas en la cuenca del Río Limarí (Fuente: Jofré (2011))
Finalmente, la figura 55 muestra la variación de los parámetros 222Rn y Conductividad
Eléctrica en agua superficial a lo largo de la cuenca exceptuando los puntos
pertenecientes al Estero Punitaqui. No es posible advertir alguna relación entre estos
parámetros.
107
“Caracterización de la interacción agua superficial / agua subterránea
en la parte baja de la cuenca del río Limarí: Análisis integrado.”
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Figura 55: Comportamiento del 222
Rn y la Conductividad Eléctrica en aguas superficiales. Los puntos de
muestreo se encuentran de izquierda a derecha en orden geográfico (hacia aguas abajo).
4.4.3 Isótopos de Sulfato
Finalmente, como se indicó en la metodología, se procedió a realizar un análisis
isotópico de SO4 como una forma de discriminar su origen y entender la razón de las
elevadas concentraciones en algunas partes del área de estudio.
Estas sales son moderadamente solubles a muy solubles; por lo tanto son difícilmente
precipitables químicamente, pero pueden separarse de la solución por concentración, si
existe una evaporación importante. El ión sulfato se encuentra naturalmente en el agua
como resultado de la lixiviación de sales sulfatadas, que pueden tener origen
sedimentario o bien provenir de soluciones hidrotermales o de la oxidación de sulfuros
metálicos (Baldessari, 2007).
La tabla 15 muestra los resultados obtenidos de los análisis isotópicos de sulfato
realizados a las muestras de agua, tanto superficial como subterránea. Por su parte la
figura 64 muestra la distribución espacial de los valores de sulfato y 34S en sulfato.
100
1000
10000
100
1000
10000
G1 G2 H1 H2 L1 L3 L5 E2 E3 E4 E5 L7 L9222Rn CE
CE
uS/
cm
22
2R
nB
q/m
3
108
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Tabla 15: Resultados obtenidos a partir del análisis isotópico de sulfato en agua
subterránea y superficial
Punto Ubicación
SO4 δ18
O en SO4 δ34
S en SO4
mg/L ‰ ‰
E2 Estero El Ingenio antes Panulcillo 119 7.44 9.04
E3 Estero El Ingenio desp Panulcillo 767 9.15 0.79
E4 El Ingenio de badén 507 10.08 14.68
E5 El Ingenio cruce S Julián-Tapiche 393 8.66 13.13
L5 Río Limarí cruce S Julián-Tapiche 159 7.72 12.90
L7 Río Limarí cruce Los Aromos de Tabal 328 9.65 15.98
H1 Embalse Recoleta 111 3.03 4.86
H2 Rio Hurtado en Villaseca 147 3.82 5.82
G1 Embalse La Paloma 52.4 3.59 4.12
G2 Rio Grande en El Guindo 56.5 4.49 5.06
L1 Rio Limarí Los Peñones 71.7 6.11 6.89
L3 Rio Limarí la Chimba 80.1 6.74 6.81
E1 APR Estación Recoleta 131 4.84 5.14
H3 APR Villaseca 143 3.59 5.26
G3 APR El Guindo 85.7 9.20 7.96
P5 Estero Punitaqui Chalinga 342 9.99 17.87
P2 Estero Punitaqui Camarico 174 9.64 14.05
L9 Limarí en Barraza 321 10.68 15.92
L8 APR Cerrillos de Tamaya 417 10.25 15.26
L2 Aguas del Valle 99 6.41 6.85
L6 APR San Julián 204 9.43 14.57
E6 APR El Trapiche 299 11.45 14.92
L4 APR Limarí 119 7.37 9.86
L10 APR Barraza 327 10.83 16.07
P1 APR Graneros 131 5.59 12.66
P3 APR Camarico 135 10.93 13.97
P4 APR Los Nogales 311 6.65 13.38
P6 APR Chalinga 252 10.47 16.78
P7 Vertiente, Rinconada Punitaqui 16.1 4.52 10.92
P8 Vertiente, Rinconada Punitaqui 31.7 5.04 9.50
P9 Vertiente, Rinconada Punitaqui 10.7 2.91 9.07
109
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
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Figura 56: Distribución espacial de los valores de sulfato (arriba) y de 34S en sulfato (abajo)
111 4.86
131 5.14
143 5.26
147 5.82
119 9.04
767 0.79
507 14.7
299 14.9
393 13.13
417 15.2
321 16
327 16.07
328 15.98
204
14.57
159 12.9
119 9.86
80.1 6.81
71.7 6.89
99 6.85
85.7 7.96
56.5 5.06
52.4 4.12
311 13.38
131 12.66
174 14
135 13.97
252 16.78
342 17.9
10.7 9.07
16.1 10.92
31.7 9.5
SO4 34S
110
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En la figura 56 se observa como en el punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3),
los valores de sulfato son notablemente más altos y los de 34S se reducen
considerablemente. Si bien, aguas abajo de este punto los valores de sulfato se
reducen estos continúan siendo altos en comparación con lo apreciado en los demás
puntos y con los valores indicados en las normas de agua potable (NCh 409) y riego
(NCh 1333).
A continuación, la figura 57 muestra con mayor detalle la zona de El Ingenio y Limarí
parte baja relacionándola con un gráfico que representa los niveles de sulfato y 34S.
Aquí es posible observar de mejor manera lo señalado en el análisis de la figura 56,
esto es como en el punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) aumenta
drásticamente la cantidad de sulfato disuelto en el agua (notar la escala logarítmica del
gráfico) y disminuye la señal isotópica. Cabe mencionar que debido a la presencia de
actividad minera en la zona, podría considerarse ésta como causante de la alteración
mencionada. Como se puede observar las aguas provenientes del punto Río Limarí en
Cruce San Julián con El Trapiche (L5) generan un efecto de dilución de sulfato aguas
abajo de la confluencia del Río Limarí con el Estero El Ingenio.
Figura 57: Mapa de El Ingenio y Limarí asociado a gráfico comparativo de SO4 y 34
S
0,10
1,00
10,00
100,00
1000,00
L9 L7 L5 E5 E4 E3 E2
34S (‰)
SO4 (mg/L)
119
767507
159393328321
15.9 16.0 13.112.9 14.7
0.8
9.0
Panulcillo
111
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La figura 58 muestra la distribución de 34S y 18O para sulfato disuelto con algunos
límites que muestran composición isotópica atribuible a influencias de yeso y anhidrita o
por pirita. Los límites anteriormente señalados fueron descritos por Kirk et al., (2007).
Se puede observar que el punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) se ubica
dentro del rango de 34S atribuible a pirita (entendiendo si que los valores de Kirk et al.,
2007, no son necesariamente “universales”), lo cual reafirma que los altos niveles de
sulfato en este punto se deben a la cercanía del sector minero en Panulcillo y los
sulfuros asociados a los minerales procesados en dicho lugar.
Figura 58: Relación entre δ18
O y δ34
S con rangos de 34
S debido a pirita y a yeso/anhidrita (Kirk et al.,
2007) b Agua Superficial j Agua Subterránea
La figura 59 muestra la relación existente entre los niveles de calcio y sulfato disuelto en
el agua, tanto para muestras superficiales como subterráneas. A su vez se puede
apreciar la distribución de esta relación con respecto a la línea que describe la
disolución del yeso. Se observa que la mayoría de los puntos se ubican sobre la línea
de disolución del yeso, esto indica que el sulfato en estos puntos podría provenir de la
interacción del agua con suelos con alto contenido de calcio. A su vez, se observa que
el punto Estero El Ingenio en Cruce Talhuén es el único que escapa a este
comportamiento, ubicándose por debajo de la línea de disolución del yeso, y que
también es el único que presenta un valor de 34S menor que 4‰ (específicamente
0.79‰) (Tabla 15). Se puede deducir que, basado en lo señalado por Kirk et al. 2007, el
E3
-10,00
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
-20,00 -10,00 0,00 10,00 20,00
δ34
S en
SO
4(‰
)
δ18O en SO4 (‰)
Rango de 34S por pirita
Rango de 34S por yeso y anidrita
112
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sulfato disuelto en las aguas de este punto proviene de la oxidación de pirita presente
en las aguas de descarte de Panulcillo.
Figura 59: Calcio versus sulfato disuelto y su distribución en relación a la línea de disolución del yeso
(Kirk et al., 2007) M Agua Subterránea E Agua Superficial
Finalmente considerando tanto la información presentada como los rangos de señales
isotópicas descritos para los distintos materiales y ambientes (figura 60), la
interpretación general es que la señal de las aguas a la salida de los embalses (4.86‰
y 4.12‰) es representativa de los valores de rocas ígneas que conforman la parte alta
analizada de esta cuenca. El punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) debe su
bajo valor del isótopo 34S (0.79‰) a los sulfuros provenientes de la pirita y los
tratamientos realizados en Panulcillo. Aguas abajo y hasta el final de la cuenca los
valores de 34S son indicadores de depósitos sedimentarios de origen marino, esto
sumado a una pequeña influencia de agua de mar (en los puntos cercanos a la costa).
0,00
5,00
10,00
0,00 5,00 10,00SO4 mmol/L
Ca
mm
ol/
L
E3
113
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Figura 60: Rangos de señales isotópicas descritos para los distintos materiales y
ambientes (Clark y Fritz 1997)
4.5 Análisis Multivariado
4.5.1 Análisis Clúster
A continuación, en la Figura 61, se presenta el dendograma del análisis clúster
realizado a las muestras de aguas superficiales y subterráneas.
Debido a que los parámetros seleccionados para este análisis deben cumplir con el
requisito de tener una distribución normal, estos fueron sometidos a un test de
normalidad (Anexo B), obteniendo como resultado que los valores de HCO3, B, Si, 2H y
18O presentan una distribución normal, sometiendo el resto de los parámetros a una
transformación logarítmica en base 10.
De acuerdo al criterio de Sneath (Dlink<2/3 Dmáx) las muestras se agruparon en dos
grupos principales: G1, G2, al igual que en Jofré (2011). Comparando con lo observado
en el análisis de la campaña anterior, se puede señalar que los clúster obtenidos son
muy similares en su composición, difiriendo sólo en los puntos APR Limarí (L4) y APR
Graneros (P1), los cuales en el presente análisis se ubican en G2, en cambio
114
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anteriormente lo hicieron en G1. En el anexo C se muestra un output completo
entregado por el programa Minitab 16.
P3
P2
P6
P5
P1
L4
P4
L5
L10
E6
L6
L9
L7
L8
E5
E4
E3
P9
P8
P7
L3
L1
G2
G1
H1
H3
H2
L2
G3
E1
E2
44,30
29,53
14,77
0,00
Muestras de agua
Dis
tan
cia
G1 G2
Figura 61: Dendograma de aguas superficiales y subterráneas
Con la finalidad de realizar un análisis más detallado, se procedió a separar de forma
arbitraria los dos grupos obtenidos, identificando cinco subgrupos, como se muestra en
la Figura 62.
115
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Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
P3
P2
P6
P5
P1
L4
P4
L5
L10
E6
L6
L9
L7
L8
E5
E4
E3
P9
P8
P7
L3
L1
G2
G1
H1
H3
H2
L2
G3
E1
E2
44,30
29,53
14,77
0,00
Muestras de agua
Dis
tan
cia
G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2
Figura 62: Dendograma grupos subdivididos
El subgrupo G1.2 está compuesto exclusivamente por muestras de agua superficial y el
subgrupo G1.3 sólo por aguas subterráneas, en cambio los subgrupos G1.1, G2.1 y
G2.2 están compuestos tanto por aguas superficiales como subterráneas. La Figura 58
muestra los porcentajes de muestras de agua superficial y subterránea en cada grupo.
116
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Figura 63: Porcentaje de muestras de agua superficial y subterránea para cada grupo.
A continuación se analizan las composiciones químicas e isotópicas promedio para
cada agrupación obtenida (Tabla 16).
Tabla 16: Promedios de parámetros químicos e isótopos para cada grupo.
N DO pH CE TDS Ca Mg Na K Sr HCO3 Cl SO4 NO3 F Dureza B Si δ
2H δ
18O
mg/L
μS/cm mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L ‰ ‰
G1.1 6 5,9 8,5 1327,9 338,0 89,1 26,6 55,1 2,6 0,3 269,9 47,6 120,8 2,1 0,2 331,9 0,2 10,9 -66,3 -8,5
G1.2 5 6,3 9,1 455,2 217,0 62,8 14,2 31,3 2,1 0,3 189,1 17,2 74,3 0,3 0,1 215,5 0,2 5,1 -63,5 -7,8
G1.3 3 4,7 7,5 535,8 249,7 38,0 27,6 46,7 3,0 0,2 202,0 46,5 19,5 8,0 0,3 208,7 0,1 20,5 -35,1 -5,9
G2.1 9 7,7 7,9 2563,0 1211,7 219,3 86,8 253,9 6,1 1,1 355,5 486,9 395,9 1,7 0,4 905,3 0,3 9,3 -57,5 -7,1
G2.2 8 6,0 7,8 1576,7 761,9 120,1 56,4 186,1 4,9 0,9 390,6 243,1 202,9 3,3 0,3 532,2 0,2 11,1 -51,1 -6,5
N: Número de muestras en cada grupo.
0%
20%
40%
60%
80%
100%
G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2
Grupos
!Agua Superficial )Agua Subterránea
117
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A continuación se analiza cada uno de los subgrupos obtenidos en el análisis de
clúster:
Grupo 1 (G1): Este grupo está compuesto por muestras de agua superficial y
subterránea. Sus componentes coinciden con los agrupados en el análisis realizado por
Jofré (2011), exceptuando los puntos APR Limarí (L4) y APR Graneros (P1), y tal como
allí se indica muestra la mayor diferenciación de clústeres, ya que formó dos subgrupos
con una clasificación muy específica en la cual el 100% de sus componentes
correspondían sólo a muestras de agua superficial o subterránea. Se distinguieron 3
subgrupos.
Grupo 1.1 (G 1.1): Este subgrupo está compuesto por muestras de agua subterránea
de cuatro de las cinco subcuencas en estudio (se excluye Punitaqui); y, por las
muestras de agua superficial tomadas en el Estero El Ingenio en Lagunillas (E2) y
Río Hurtado en Villaseca (H2). Presenta altos valores de Dureza, HCO3, STD y pH.
Hay concordancia espacial de acuerdo a su clasificación en el análisis de clúster
como se puede observar en la Figura 67. De acuerdo al diagrama de Piper (Fig. 65)
la muestra de este subgrupo es del tipo bicarbonatada cálcica.
Grupo 1.2 (G 1.2): Este subgrupo está conformado en su totalidad por aguas
superficiales. Con sólo 5 muestras de toda la cuenca, posee dos pertenecientes al
Río Grande, los dos primeros puntos superficiales del Río Limarí (Los Peñones y La
Chimba) y el Embalse Recoleta (H1). Dentro del grupo, presentó las más bajas
concentraciones de y HCO3, F, STD, Mg, Na, K, Cl, Si y N-NO3. Presenta el valor de
pH más alto de todos los grupos. Dentro del análisis de clúster y como muestra la
figura 67, el subgrupo muestra una concordancia espacial al interior de la cuenca. De
acuerdo al diagrama de Piper (Fig. 65) la muestra de este subgrupo es del tipo
bicarbonatada cálcica.
Grupo 1.3 (G 1.3): Este subgrupo, está conformado en su totalidad por las muestras
de aguas subterráneas tomadas en el Estero Punitaqui, específicamente en el sector
de Rinconada de Punitaqui. Este subgrupo tiene los menores niveles de DO, pH, Ca,
Sr, SO4, Dureza Total y B. También, presenta la mayor concentración de N-NO3.
118
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Respecto a su clasificación en el análisis de clúster, hay concordancia espacial. De
acuerdo al diagrama de Piper la muestra de este subgrupo es del tipo bicarbonatada
cálcica.
Grupo 2 (G2): Este grupo está compuesto tanto por muestras de aguas superficiales
como subterráneas. Presentó las mayores concentraciones en casi todos los
parámetros. En él se distinguieron 2 subgrupos.
Grupo 2.1 (G 2.1): Este subgrupo está compuesto por puntos de aguas superficiales
y subterráneas. Lo integran los puntos del Estero El Ingenio desde el Cruce Talhuén
(E3) en adelante y los puntos del Rio Limarí luego de su confluencia con el estero
mencionado. Presentó la mayor concentración de SO4 de toda la cuenca, al igual que
la de Cl, Dureza, Sr, Mg, F y B. Las altas concentraciones que presenta, tal como se
ha analizado anteriormente, se pueden deber a la actividad minera desarrollada en la
zona contigua de Panulcillo y al aporte hidrotermal generado a partir de las terrazas
marinas presentes en la zona. Presenta además pH mayor a 7, y por ende una alta
concentración de HCO3. De acuerdo al diagrama de Piper (Fig. 65) la muestra de
este subgrupo es del tipo sulfatada cálcica.
Grupo 2.2 (G 2.2): En este subgrupo están las muestras de agua superficial y
subterránea tomadas a lo largo del Estero Punitaqui además de las muestras del
tramo final del Río Limarí antes de su confluencia con el Estero el Ingenio. Estas
muestras, presentaron altas concentraciones de NO3, K, Sr, Mg y Na. Presentó
características paramétricas muy similares al subgrupo G2.1, emplazándose
inmediatamente aguas abajo de éste (Fig. 67), lo que demuestra que existe
concordancia espacial, puesto que coinciden geográficamente. De acuerdo al
diagrama de Piper (Fig. 65) este subgrupo es del tipo clorurado cálcico.
En la Figura 64 se muestra un resumen de los promedios de las concentraciones de los
parámetros químicos y el pH para cada subgrupo.
119
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Figura 64: Promedios de las concentraciones de los parámetros químicos y el pH para cada grupo.
A continuación se muestra el diagrama de Piper (Fig. 65) realizado utilizando la Tabla
16 que contiene los promedios de los parámetros químicos e isotópicos para cada
grupo. En él se observa claramente la división resultante en el análisis de clúster. Los
subgrupos G1.1, G1.2 y G1.3 mostraron una clara tendencia de pertenecer a las aguas
de tipo bicarbonatadas cálcicas. Los subgrupos G2.1 y G2.2 clasificaron dentro de los
grupos de aguas sulfatadas cálcicas y cloruradas cálcicas respectivamente.
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
0,0
0,1
1,0
10,0
100,0
1000,0
10000,0
G1.1 G1.2 G1.3 G2.1 G2.2
DO
TDS
Ca
Mg
Na
K
Sr
HCO3
Cl
SO4
NO3
F
Dureza
B
Si
pH
Un
idad
de
pH
Co
nce
ntr
aci
ón
mg/
L
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Figura 65: Diagrama de Piper para clúster. % G1.1 - G1.2 0 G1.3 b G2.1 j G2.2
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La Figura 66, muestra las razones isotópicas medias para cada subgrupo y su lugar de
ubicación respecto a la línea meteórica local (LML).
Figura 66: Promedio de razones isotópicas para cada grupo. LML; Línea de regresión
(δ2H=11.3 δ
18O + 26,1); R
2= 0,88.
Como se puede observar en la figura 66 el subgrupo G1.3 se emplaza como una
agrupación más enriquecida isotópicamente que las demás y muy cercana a la Línea
Meteórica Local, esto ya que está conformada por los puntos de Rinconada de
Punitaqui (P7, P8 y P9) los cuales, como ya se ha indicado, corresponden a recarga
local. La ubicación de los subgrupos G1.1 y G1.2, compuestos por los puntos ubicados
en la parte más alta del área de estudio, muestra una señal isotópica más empobrecida
controlada mayormente por el efecto directo de los embalses y las aguas precipitadas
aguas arriba de estos. Por último los clúster G2.1 y G2.2 compuestos por los puntos
emplazados en la parte media de la zona de estudio (fig. 67) se presentan como una
combinación de los procesos mencionados anteriormente. Esto coincide con lo
mostrado en Jofré (2011).
y = 1R² = #N/A
-70
-65
-60
-55
-50
-45
-40
-35
-30
-9 -8 -7 -6 -5
δ18O (‰)
G1.1
G2.1
G1.3
G1.2
G2.2δ2H
(‰)
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Finalmente, la Figura 67 presenta la distribución espacial de los diferentes grupos o
clústeres obtenidos.
Se puede observar que existe cierta concordancia con la distribución espacial obtenida
en los diagramas de Stiff (Fig. 24). Se observa claramente la influencia de las
instalaciones de Panulcillo sobre la formación de un grupo, específicamente desde el
punto Estero El Ingenio en cruce Talhuén (E3) hasta APR Barraza (L10), incluyendo los
puntos del Estero Punitaqui. Otro grupo observado lo integran las muestras tomadas
aguas abajo de los embalses hasta el Río Limarí en La Chimba (L3). Y finalmente una
última agrupación, formada por los puntos de Rinconada de Punitaqui, lo que confirma
lo mencionado en análisis anteriores, que son aguas de composición muy diferente al
resto de las muestras tomadas en la zona de estudio.
Figura 67: Distribución espacial de los distintos grupos en la cuenca.
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4.5.2 Análisis de Componentes Principales
El análisis de componentes principales se realizó con los datos químicos y sin
considerar la información isotópica.
Se determinaron tres componentes principales significativos, los que explican el 83% de
la variabilidad de los datos. La Tabla 17 muestra un resumen de los pesos otorgados a
cada uno de los parámetros en cada componente principal significativo. Al final de la
tabla se muestran los valores propios de cada componente principal, la proporción de la
variabilidad explicada por cada uno de ellos y la varianza acumulada.
Tabla 17: Peso de cada parámetro en los tres componentes principales significativos,
los valores propios, varianza explicada y varianza explicada acumulada de cada
componente principal.
Parámetro PC1 PC2 PC3
OD 0.090 -0.297 0.053
pH -0.136 -0.410 -0.136
CE 0.276 -0.030 -0.061
STD 0.299 -0.023 -0.079
Ca 0.271 -0.168 0.110
Mg 0.285 0.067 -0.073
Na 0.291 0.034 -0.156
K 0.266 0.032 -0.316
Sr 0.195 -0.123 0.468
HCO3 0.242 0.060 -0.202
Cl 0.293 0.039 -0.157
SO4 0.259 -0.209 0.183
N-NO3 0.018 0.357 0.202
F 0.168 0.299 0.392
Dureza total 0.296 -0.067 0.035
B 0.209 -0.185 0.400
Si -0.014 0.470 -0.132
Valor Propio 10.861 3.593 1.438
Proporción 0.572 0.189 0.076
Acumulada 0.572 0.761 0.836
El primer componente principal (PC1) explica el 57,2% de la variabilidad total y presenta
las mayores correlaciones con la CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4 y Dureza Total. El
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segundo componente principal (PC2) explica el 18,9% de la variabilidad total, mostró
una alta correlación positiva con NO3, F y Si, y negativa con el OD y pH. El tercer
componente principal (PC3), explica el 7,6% de la variabilidad total y mostró la mayor
correlación positiva con Sr, F y B, y negativa con K.
La Tabla 18 presenta un resumen de los tres componentes principales, y una
interpretación preliminar para cada uno de ellos. En el anexo E se muestra un output
completo entregado por el programa Minita 16.
Tabla 18: Resumen de interpretación de los tres primeros componentes principales.
Componentes Principales
Parámetros Interpretación Preliminar
PC1 CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4, Dureza Reciclaje (clima) y aportes
hidrotermales.
PC2 -OD, -pH, NO3, F, Si Contaminación agrícola y
doméstica.
PC3 -K, Sr, F, B Lixiviación de arcillas-
Terrazas marinas
PC1 contiene parámetros que reflejan los procesos producidos en zonas de alteración
hidrotermal en la cuenca, al igual que en la campaña de muestreo anterior. De igual
modo existe un proceso de reciclaje de elementos que se desarrolla en base al clima
semiárido de la zona de estudio y que favorece la evaporación tanto como la presencia
de neblinas costeras capaces de transportar elementos, como el Na y el Cl, en forma de
aerosoles hacia el interior de la cuenca.
PC2 contiene parámetros que reflejan una influencia de las actividades agrícolas
(fertilizantes), aguas residuales domésticas o cualquier otro tipo de residuo orgánico,
representado en este caso por el N-NO3, el cual se correlaciona inversamente con el
oxígeno disuelto (OD), y éste a su vez con el pH.
PC3 contiene parámetros que indicarían una interacción entre arcillas, que al lixiviarse
en condiciones de moderada acidez liberan K y capturan B presente en las terrazas
marinas existentes en el área de estudio.
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En la Figura 68 se muestra la distribución de los clústeres en el espacio de
componentes principales. Se puede observar que los clústeres muestran una
coherencia espacial en el espacio de los componentes principales. PC1, cuyos
parámetros representativos fueron CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4 y Dureza, separa a
los grupos G1 a la izquierda y G2 a la derecha en la mayoría de sus puntos, esto es
más estricto en el mismo análisis realizado para la campaña de otoño. Lo anterior es
muy consistente con lo observado en el análisis de clústeres, ya que G2 tiene los más
altos valores de estos parámetros en toda la cuenca, y G1 los más bajos. En el eje de
PC2, cuyos parámetros fueron OD, pH, NO3, F y Si, G1.3 quedó ubicado
completamente en la parte superior, G1.2 en la parte negativa del eje, y tanto G1.1,
G2.1 y G2.2 lo hicieron en la zona central. Este análisis es muy similar a lo descrito en
Jofré (2011).
Figura 68: Ubicación de los grupos obtenidos en el análisis de clústeres según los componentes principales.
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5 CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en las aguas superficiales y subterráneas indican que, de los
diversos parámetros analizados, los con mayores concentraciones en la parte baja de la
cuenca del Limarí fueron CE, STD, Ca, Mg, Na, K, Cl, SO4 y Dureza Total. Con
respecto a cada una de las cinco subcuencas consideradas en este estudio se puede
decir que Río Grande y Río Hurtado se caracterizaron por tener las concentraciones de
iones más bajas de toda la cuenca, lo que se puede atribuir al efecto de los embalses.
En el Estero El Ingenio destaca la mayor concentración de SO4, entre otros parámetros
máximos, por efecto de los lixiviados de la Compañía Minera Panulcillo que infiltran a
sus aguas. Punitaqui presentó los valores más altos en nitratos de toda la cuenca, esto
debido posiblemente a la influencia de las aguas del Embalse La Paloma. En relación a
los metales, no se hallaron altas concentraciones de estos en los puntos monitoreados.
Los principales procesos y/o factores identificados que determinan las características
químicas en la cuenca son:
La infiltración de soluciones con contenidos de sulfato hacia las aguas del Estero El
Ingenio provenientes de piscinas evaporadoras de Panulcillo, provoca una alteración
importante a lo largo de toda la cuenca.
Las terrazas marinas existentes en el área de estudio generan un aumento de las
concentraciones salinas de las aguas del Estero El Ingenio, Estero Punitaqui y final
de la subcuenca del Río Limarí.
El efecto de los embalses sobre la química de las aguas de la zona de estudio, su rol
decantador es probablemente la causa por la cual no se encontraron grandes
concentraciones de metales.
En general, aguas superficiales y subterráneas siguen una misma tendencia lo que
indica cierto grado de interacción entre éstas. La clasificación de las aguas de acuerdo
al diagrama de Piper mostró una concordancia entre el agua superficial y subterránea
en todas las subcuencas, indicándose como bicarbonatadas cálcicas las
correspondientes a Río Grande y Hurtado, cloruradas cálcicas las de Limarí y Hurtado y
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Sulfatadas cálcicas las de El Ingenio. Estas similitudes en la clasificación puede ser un
indicador de interacción entre aguas superficiales y subterráneas.
En relación a la isotopía, se puede decir que las señales observadas corresponden a
una combinación de los procesos de evaporación del agua en los embalses,
evaporación de agua en el suelo (agua infiltrada y de riego) y de precipitación local. Es
importante señalar que tanto aguas superficiales como aguas subterráneas presentaron
señales isotópicas similares, lo que probablemente sería un indicador de que se
encuentran mezcladas. Esto señala la existencia de una interacción entre ellas.
Con respecto al análisis isotópico de sulfato realizado se puede indicar que el origen de
éste es variado a lo largo de la cuenca. A la salida de los embalses la señal es
representativa de los valores de rocas ígneas que conforman la parte alta de la cuenca.
El Estero El Ingenio presenta el más bajo valor del isótopo 34S, así como el más alto de
SO4, lo cual demuestra que este último proviene de la pirita y los tratamientos
realizados en la faena minera de Panulcillo. Aguas abajo y hasta el final de la cuenca
los valores de 34S son indicadores de depósitos sedimentarios de origen marino, esto
sumado a una pequeña influencia de agua de mar (en los puntos cercanos a la costa) y
precipitaciones locales.
La concordancia de los resultados obtenidos tanto en aguas superficiales como en
aguas subterráneas indica que existe interacción entre ambas en todas las subcuencas
del Limarí. Lo anterior confirma la gran utilidad del uso simultáneo de herramientas
químicas, isotópicas y del análisis multivariado para establecer cierto grado de
interacción.
Finalmente es importante señalar que los resultados obtenidos en el análisis de la
presente campaña confirman lo observado en la campaña anterior, realizado por Jofré
(2011), presentando en algunos casos sólo pequeñas diferencias.
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ANEXO A Los valores en rojo corresponden a aquellos menores o iguales al límite de detección, los cuales fueron reemplazados por el
promedio entre cero y el valor del límite para cada parámetro.
Base de datos
Punto Sector Sector
Coordenadas
Norte Este Altura Fecha A.Superficial A.Subterránea
UTM UTM msnm
1 Estero El Ingenio en Lagunillas E2 6619063 292035 272 3/11/10 X 2 Estero El Ingenio en Cruce Talhuén E3 6616189 289738 244 3/11/10 X
3 Estero El Ingenio en badén E4 6608944 281502 161 3/11/10 X
4 Estero El Ingenio en cruce El Tapiche E5 6608986 276838 120 3/11/10 X
5 Río Limarí en cruce San Julián con El Tapiche L5 6608648 276749 119 3/11/10 X
6 Río Limarí en cruce Los Aromos L7 6609058 269787 89 3/11/10 X
7 Embalse Recoleta H1 6617065 293553 255 12/11/10 X
8 Rio Hurtado en Villaseca H2 6617065 293553 256 12/11/10 X 9 Río Grande (A.Ab.Embalse La Paloma) G1 6602373 304892 317 12/11/10 X
10 Rio Grande en El Guindo G2 6606953 298204 269 12/11/10 X
11 Rio Limarí en Los Peñones L1 6613516 291866 207 12/11/10 X
12 Rio Limarí en La Chimba L3 6609881 287019 186 12/11/10 X
13 APR Estación Recoleta E1 6623568 293943 301 24/11/10 X
14 APR Villaseca H3 6617489 293742 288 24/11/10 X
15 APR El Guindo G3 6607296 298327 281 24/11/10 X
16 Estero Punitaqui en Chalinga P5 6595884 270212 108 24/11/10 X 17 Estero Punitaqui en Camarico P2 6594347 273207 128 24/11/10 X
18 Río Limarí en Barraza L9 6609058 269787 37 24/11/10 X
19 APR Cerrillos de Tamaya L8 6610044 268730 83 1/12/10 X
20 Aguas del Valle (Ovalle) L2 6613456 291745 219 1/12/10 X
21 APR San Julián L6 6608112 275648 127 1/12/10 X
22 APR El Trapiche E6 66009065 276941 118 1/12/10 X
23 APR Limarí L4 6607686 280634 156 1/12/10 X 24 APR Barraza L10 6605801 261532 46 9/12/10 X
25 APR Graneros P1 6593756 281261 187 9/12/10 X
26 APR Camarico Chico P3 6594114 272884 106 9/12/10 X
27 APR Los Nogales P4 6597674 275065 236 9/12/10 X
28 APR Chalinga P6 6595671 270083 120 9/12/10 X
32 Vertiente, Rinconada Punitaqui P7 6581682 274950 432 13/12/10 X
34 Vertiente, Rinconada Punitaqui P8 6581877 273804 567 13/12/10 X 35 Vertiente, Rinconada Punitaqui P9 6583492 273222 530 13/12/10 X
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Parámetros Terreno
DO pH Temp mmHg MΩ Conduct mS/cmA TDS Salinidad ORP DO
mg/L ⁰C uS/cm mg/L %
5,3 8,5 12,78 738,9 0,0013 858 0,687 398 0,44 -100,4 42,3
5,9 7,6 13,23 741,5 0,0006 1870 1,506 864 1,00 -95,3 47,4 6,5 7,9 13,30 749,0 0,0003 2957 2,612 1496 1,77 -112,5 51,7
11,5 8,1 15,53 753,6 0,0004 2681 2,392 1306 1,53 -78,9 93,9
11,2 8,2 17,74 753,6 0,0009 1166 1,046 547 0,61 -131,0 110,7
10,2 8,1 19,54 756,3 0,0004 2392 2,463 1240 1,43 -103,2 92,0
6,2 9,0 16,41 731,2 0,0022 481 0,418 225 0,24 1,8 58,5
6,1 8,7 15,37 743,1 0,0015 739 0,621 341 0,37 -63,1 42,8
5,9 8,7 13,94 738,7 0,0029 364 0,302 170 0,18 -68,8 38,2 6,3 8,8 16,44 742,8 0,0028 379 0,333 178 0,19 -80,6 42,3
6,7 8,8 16,42 747,6 0,0021 519 0,453 243 0,26 -84,7 42,6
6,4 8,9 18,53 749,0 0,0019 534 0,522 269 0,29 -32,0 47,6
6,1 8,1 17,23 733,4 0,0013 1791 0,709 374 0,41 10,8 81,2
5,4 7,7 15,99 739,1 0,0015 694 0,597 323 0,35 -1,1 68,3
6,0 7,8 15,03 737,0 0,0017 608 0,526 291 0,32 -2,9 58,7
6,4 8,1 21,26 752,0 0,0004 2614 2,595 1266 1,45 -40,7 72,8 7,6 8,3 21,12 750,2 0,0007 1443 1,383 677 0,75 -52,6 90,1
9,5 8,3 22,26 757,0 0,0004 2482 2,696 1292 1,48 -26,7 121,9
6,6 7,9 13,97 753,6 0,009 3549 3,002 1696 2,02 39,8 53,1
6,3 8,1 15,76 742,5 0,0017 3277 0,553 301 0,33 21,2 62,4
6,3 7,7 14,53 751,9 0,0067 2248 1,216 677 0,77 -86,0 50,3
6,7 7,5 14,24 751,5 0,0005 2199 1,919 1078 1,25 -57,1 64,3
3,6 7,3 14,78 748,6 0,0011 898 0,792 440 0,49 -66,5 40,1 6,4 7,3 13,42 760,5 0,0004 2690 2,198 1256 1,47 75,3 57,4
5,8 7,4 16,30 748,1 0,0008 1232 1,096 589 0,66 10,2 48,0
5,1 7,5 14,92 753,4 0,0009 1253 1,059 585 0,66 5,2 51,7
6,1 7,7 17,28 743,9 0,0005 1920 1,804 950 1,09 -24,8 54,5
2,6 7,6 17,38 754,2 0,0005 2087 1,979 1041 1,20 -92,6 29,0
4,2 7,0 15,78 717,1 0,0022 487 0,414 225 0,24 46,7 41,5
6,96 7,4 33,87 713,3 0,0016 687 0,808 320 0,33 31,9 72,1 2,775 8,0 33,48 717,3 0,0024 433,5 0,514 204 0,21 -31,6 51,7
133
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Cationes Aniones
Calcio Magnesio Sodio Potasio Hierro Sr Bicarbonato Cloruros Sulfato Fosfato Nitrato Flúor
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
70,7 40,7 84,7 2,8 0,2 0,27 325,7 78,7 119 0,05 0,52 0,260
266 85,9 114,0 3,1 0,05 0.51 269,6 151 767 0,05 2,4 0,970
241 125,0 322,0 6,2 0,05 1,10 418,5 557 507 0,11 8,5 0,684
211 97,7 275,0 6,3 0,05 1,10 375,8 545 393 0,13 1,4 0,366
117 26,0 134,0 5,3 0,05 1,20 320,9 157 159 0,91 2,7 0,239
199 77,0 278,0 6,6 0,05 1,20 298,9 550 328 0,12 0,125 0,177
76,2 13,8 23,0 2,5 0,05 0,34 161 12 111 0,05 0,41 0,111
113 20,2 39,8 1,9 0,05 0,41 241,6 43,3 147 0,05 0,86 0,116
49,8 12,3 21,3 2,0 0,05 0,41 158,6 10,2 52,4 0,05 0,56 0,073
54,4 13,0 23,0 1,9 0,14 0,24 170,8 12,8 56,5 0,05 0,125 0,075
67 15,7 38,8 2,0 0,14 0,29 226,9 22,6 71,7 0,05 0,125 0,116
66,8 16,3 50,5 2,1 0,05 0,29 228,1 28,4 80,1 0,05 0,125 0,151
60,7 42,5 75,4 4,2 0,05 0,24 271,5 59,2 131 0,05 6,8 0,229
113 18,7 35,7 1,9 0,05 0,05 231,8 37,6 143 0,05 2,6 0,262
92 19,6 40,8 2,3 0,05 0,38 296,5 26,1 85,7 0,05 1,4 0,241
168 102,0 307,0 7,5 0,12 1,20 468,5 498 342 0,1 1,2 0,245
103 64,0 162,0 4,9 0,11 0,68 416 212 174 0,05 0,8 0,239
198 81,8 286,0 6,8 0,05 1,29 287,9 569 321 0,05 0,4 0,203
281 126,0 339,0 8,5 0,05 1,60 391,6 805 417 0,1 2 0,275
85,2 17,7 54,0 2,5 0,05 0,33 252,5 40,8 99 0,05 0,125 0,241
154 30,5 162,0 3,9 0,05 0,81 386,7 213 204 0,05 0,125 0,209
197 72,1 221,0 5,7 2,6 1,00 417,2 394 299 0,1 0,125 0,241
108 25,1 94,8 3,5 0,05 0,55 377 68 119 0,05 4,3 0,227
227 85,6 288,0 7,94 0,05 1,50 353 598 327 0,14 0,125 0,200
69,4 40,4 146,0 3,15 0,2 0,38 318 146 131 0,05 5,4 0,440
106 56,0 136,0 3,90 0,2 0,64 422 173 135 0,1 0,47 0,250
140 48,2 264,0 4,42 0,05 1,25 310 317 311 0,05 10,5 0,230
149 89,8 245,0 6,20 1,3 1,08 492 374 252 0,17 0,74 0,250
32 26,1 52,4 2,50 0,05 0,05 226 37,5 16,1 0,26 3,2 0,460
45,1 35,8 54,7 2,50 0,05 0,2 190 72 31,7 0,19 13,8 0,370
36,9 21 32,9 4,10 0,05 0,1 190 30 10,7 0,19 6,9 0,200
134
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Metales
Dureza Aluminio Boro Manganeso Plomo As Cd Cu Zinc
mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L
344 0,05 0,31 0,1 0,05 0,01 0,01 0,01 0,1 1018 0,05 0,47 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
1117 0,05 0,34 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
929 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
399 0,05 0,24 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
814 0,05 0,28 0,2 0,05 3,70 0,01 0,010 0,05
247 0,05 0,15 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
365 0,05 0,2 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 175 0,05 0,15 0,3 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
189 0,14 0,14 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
232 0,05 0,17 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
234 0,05 0,19 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
327 0,05 0,25 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
359 0,05 0,17 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
310 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 840 0,05 0,21 0,21 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
521 0,05 0,15 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
831 0,05 0,27 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
1221 0,05 0,27 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
286 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
510 0,05 0,24 0,3 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
789 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
373 0,05 0,27 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 919 0,05 0,29 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
340 0,05 0,16 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
495 0,05 0,17 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
548 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
742 0,05 0,18 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
187 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05
260 0,05 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,01 0,05 179 0,05 0,05 0,05 0,8 0,01 0,01 0,01 0,05
135
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Nutrientes Isótopos
P Li Si Deuterio Oxígeno Radón
mg/L mg/L mg/L δ‰2H δ‰18O Bq/m3
0,05 0,05 14,2 -64,4 -8,26 6952
0,05 0,05 8.4 -61,7 -7,53 437
0,11 0,05 9,8 -59,4 -7,41 131
0,13 0,05 8,4 -58,9 -7,32 922
0,91 0,05 5,1 -58,8 -7,33 396
0,12 0,05 7,3 -56,4 -6,96 1941
0,05 0,05 1,3 -68,9 -8,22 123
0,05 0,05 8,8 -75,5 -9,61 2242
0,05 0,05 8,8 -63,4 -7,97 373
0,05 0,05 2,8 -62,5 -7,56 627
0,05 0,05 5,5 -61,2 -7,49 816
0,05 0,05 7,1 -61,6 -7,55 941
0,05 0,05 14,8 -56,7 -7,59 24987
0,05 0,05 9,9 -74,7 -9,52 16760
0,05 0,05 8,8 -62,9 -8,06 12405
0,1 0,05 9,8 -42,6 -5,28 2342
0,05 0,05 7,8 -43,8 -5,60 1636
0,05 0,05 8,4 -54,2 -6,58 1229
0,1 0,05 8,9 -54,0 -6,60 5650
0,05 0,05 8,7 -63,7 -7,95 984
0,05 0,05 9,6 -59,7 -7,56 2798
0,1 0,05 12 -59,0 -7,31 8028
0,05 0,05 12 -62,7 -7,63 19073
0,14 0,05 11 -54,3 -6,63 7264
0,05 0,05 16,3 -55,2 -7,09 8894
0,1 0,05 13,7 -47,0 -6,17 4147
0,05 0,05 11 -53,9 -7,04 16559
0,17 0,05 13 -44,4 -5,50 4373
0,26 0,05 18,7 -35,1 -5,82 45055
0,19 0,05 19,4 -35,6 -5,96 88043
0,19 0,05 23,4 -34,5 -5,90 4458
136
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ANEXO B
Análisis de la distribución probabilística de los datos. Para determinar la distribución estadística de los parámetros, la cual debe ser o tender
a ser normal para el uso adecuado del análisis multivariado, se aplicó la prueba de
Anderson Darling utilizando el programa Minitab 16 (Minitab Inc.). Con los resultados
obtenidos se procedió a realizar un análisis comparativo entre los valores obtenidos
para la curva Normal y Lognormal. En la siguiente tabla se presentan los resultados
numéricos del test donde se analizan los p-value obtenidos, con un nivel de
significancia de 5%.
Tabla B1: Resultados Test Anderson-Darling
Normal Lognormal
Mejor ajuste A-D p-value A-D p-value
OD 1.940 <0.005 1.791 <0.005 Lognormal
pH 0.614 0.100 0.514 0.178 Lognormal
CE 0.961 0.013 0.863 0.023 Lognormal
TDS 1.446 <0.005 0.714 0.056 Lognormal
Ca 0.826 0.029 0.269 0.656 Lognormal
Mg 1.324 <0.005 0.671 0.072 Lognormal
Na 1.488 <0.005 0.836 0.028 Lognormal
K 1.003 0.010 0.671 0.072 Lognormal
Sr 1.187 <0.005 0.801 0.034 Lognormal
HCO3 0.313 0.531 0.359 0.428 Normal
Cl 2.179 <0.005 0.648 0.083 Lognormal
SO4 1.203 <0.005 0.524 0.168 Lognormal
NO3 3.081 <0.005 0.718 0.055 Lognormal
F 2.770 <0.005 1.088 0.006 Lognormal
Dureza total 1.374 <0.005 0.595 0.112 Lognormal
B 0.591 0.115 1.632 <0.005 Normal
Si 0.755 0.044 1.212 <0.005 Normal 2H 0.926 0.016 Normal
18O 0.539 0.154 Normal
Los p-value superiores a 0,05 indican que los datos se distribuyen según la curva en
cuestión como ocurre con la mayoría de los valores correspondientes a la curva
137
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Lognormal. A su vez, se puede observar que los valores de A-D, para la mayoría de
los parámetros son menores cuando pertenecen al ajuste de la distribución Lognormal,
lo cual significa que los datos presentan un mejor ajuste según la curva Lognormal. Fue
este último criterio el utilizado para determinar la mejor distribución del parámetro OD
cuyos p-values fueron <0.005 en ambos ajustes.
Usando los criterios antes mencionados se observa que los únicos parámetros que
muestran un mejor ajuste a la distribución normal son: HCO3, B, Si, 2H y 18O. El resto de
los parámetros que mostraron mejor ajuste a la curva Lognormal fueron transformados
para el análisis multivariado.
138
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1,21,11,00,90,80,70,60,50,4
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log DO
Po
rce
nta
je
Media 0,7852
Desv.Est. 0,1405
N 31
AD 1,791
Valor P <0,005
log OD
12108642
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
DO prom
Po
rce
nta
je
Media 6,398
Desv.Est. 1,994
N 31
AD 1,940
Valor P <0,005
OD
10,09,59,08,58,07,57,06,5
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
pH prom
Po
rce
nta
je
Media 8,127
Desv.Est. 0,6521
N 31
AD 0,614
Valor P 0,100
pH
1,000,950,900,85
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log pH
Po
rce
nta
je
Media 0,9086
Desv.Est. 0,03464
N 31
AD 0,514
Valor P 0,178
log pH
40003000200010000-1000
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Conduct, Prom
Po
rce
nta
je
Media 1533
Desv.Est. 972,9
N 31
AD 0,961
Valor P 0,013
CE
4,003,753,503,253,002,752,50
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log Cond
Po
rce
nta
je
Media 3,085
Desv.Est. 0,3160
N 31
AD 0,863
Valor P 0,023
log CE
2000150010005000-500
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
TDS
Po
rce
nta
je
Media 673,0
Desv.Est. 458,0
N 31
AD 1,446
Valor P <0,005
TDS
3,63,43,23,02,82,62,42,22,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log TDS
Po
rce
nta
je
Media 2,724
Desv.Est. 0,3120
N 31
AD 0,714
Valor P 0,056
log TDS
300250200150100500-50
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Calcio
Po
rce
nta
je
Media 125,7
Desv.Est. 71,14
N 31
AD 0,826
Valor P 0,029
Ca
2,752,502,252,001,751,50
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log calcio
Po
rce
nta
je
Media 2,028
Desv.Est. 0,2607
N 31
AD 0,269
Valor P 0,656
log Ca
150100500-50
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Magnesio
Po
rce
nta
je
Media 49,89
Desv.Est. 34,96
N 31
AD 1,324
Valor P <0,005
Mg
2,52,01,51,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log Magnesio
Po
rce
nta
je
Media 1,588
Desv.Est. 0,3221
N 31
AD 0,671
Valor P 0,072
log Mg
4003002001000-100
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Sodio
Po
rce
nta
je
Media 142,0
Desv.Est. 107,9
N 31
AD 1,488
Valor P <0,005
Na
3,02,52,01,51,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log sodio
Po
rce
nta
je
Media 1,999
Desv.Est. 0,3955
N 31
AD 0,836
Valor P 0,028
log Na
1086420
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Potasio
Po
rce
nta
je
Media 4,165
Desv.Est. 2,019
N 31
AD 1,003
Valor P 0,010
K
1,21,00,80,60,40,20,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log potasio
Po
rce
nta
je
Media 0,5700
Desv.Est. 0,2119
N 31
AD 0,671
Valor P 0,072
log K
2,01,51,00,50,0-0,5
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Sr
Po
rce
nta
je
Media 0,6674
Desv.Est. 0,4650
N 31
AD 1,187
Valor P <0,005
Sr
0,50,0-0,5-1,0-1,5
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log Sr
Po
rce
nta
je
Media -0,3166
Desv.Est. 0,4036
N 31
AD 0,801
Valor P 0,034
log Sr
500400300200100
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
HCO3
Po
rce
nta
je
Media 306,3
Desv.Est. 93,18
N 31
AD 0,313
Valor P 0,531
HCO3
2,82,72,62,52,42,32,22,1
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log HCO3
Po
rce
nta
je
Media 2,465
Desv.Est. 0,1390
N 31
AD 0,359
Valor P 0,428
log HCO3
139
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
Paulina Rocío Morales Vega/2012
Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
Figura B1: Gráfico de probabilidad para cada uno de los parámetros analizados.
8006004002000-200-400
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Cloruros
Po
rce
nta
jeMedia 220,6
Desv.Est. 230,4
N 31
AD 2,179
Valor P <0,005
Cl
3,53,02,52,01,51,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log Cl
Po
rce
nta
je
Media 2,036
Desv.Est. 0,5803
N 31
AD 0,648
Valor P 0,083
log Cl
7505002500
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
SO4
Po
rce
nta
je
Media 204,5
Desv.Est. 166,3
N 31
AD 1,203
Valor P <0,005
SO4
3,02,52,01,51,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log SO4
Po
rce
nta
je
Media 2,154
Desv.Est. 0,4197
N 31
AD 0,524
Valor P 0,168
log SO4
151050-5
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
N-NO3
Po
rce
nta
je
Media 2,544
Desv.Est. 3,447
N 31
AD 3,081
Valor P <0,005
N-NO3
210-1-2
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log N-NO3
Po
rce
nta
je
Media -0,02048
Desv.Est. 0,6718
N 31
AD 0,718
Valor P 0,055
log N-NO3
1,000,750,500,250,00
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
F
Po
rce
nta
je
Media 0,2694
Desv.Est. 0,1777
N 31
AD 2,770
Valor P <0,005
F
0,0-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log F
Po
rce
nta
je
Media -0,6365
Desv.Est. 0,2384
N 31
AD 1,088
Valor P 0,006
log F
12009006003000
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Dureza
Po
rce
nta
je
Media 519,3
Desv.Est. 309,7
N 31
AD 1,374
Valor P <0,005
Dureza
3,43,23,02,82,62,42,22,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log Dureza
Po
rce
nta
je
Media 2,641
Desv.Est. 0,2605
N 31
AD 0,595
Valor P 0,112
log Dureza
0,50,40,30,20,10,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
B
Po
rce
nta
je
Media 0,2110
Desv.Est. 0,08882
N 31
AD 0,591
Valor P 0,115
B
2520151050
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Si
Po
rce
nta
je
Media 10,47
Desv.Est. 4,681
N 31
AD 0,755
Valor P 0,044
Si
-0,2-0,4-0,6-0,8-1,0-1,2-1,4
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log B
Po
rce
nta
je
Media -0,7235
Desv.Est. 0,2290
N 31
AD 1,632
Valor P <0,005
log B
1,61,41,21,00,80,60,40,20,0
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
log Si
Po
rce
nta
je
Media 0,9685
Desv.Est. 0,2406
N 31
AD 1,212
Valor P <0,005
log Si
-30-40-50-60-70-80
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Deuterio
Po
rce
nta
je
Media -56,35
Desv.Est. 10,37
N 31
AD 0,926
Valor P 0,016
Deuterio
-5-6-7-8-9-10
99
95
90
80
70
60
50
40
30
20
10
5
1
Oxígeno 18
Po
rce
nta
je
Media -7,194
Desv.Est. 1,045
N 31
AD 0,539
Valor P 0,154
Oxígeno 18
140
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
Paulina Rocío Morales Vega/2012
Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
ANEXO C
Output Análisis de Clúster
Variables estandarizadas, Distancia euclidiana, Enlace de Ward
Pasos de amalgamación
Número Número de
de Nivel de Nivel de Grupos Nuevo obs. en el
Paso grupos semejanzal distancia incorporados grupo grupo nuevo
1 30 92,962 0,7679 11 12 11 2
2 29 87,066 1,4110 6 18 6 2
3 28 84,453 1,6962 22 24 22 2
4 27 83,442 1,8064 9 10 9 2
5 26 79,046 2,2861 7 9 7 3
6 25 78,291 2,3684 4 19 4 2
7 24 75,971 2,6216 17 26 17 2
8 23 75,473 2,6758 3 4 3 3
9 22 75,405 2,6833 1 13 1 2
10 21 73,359 2,9065 15 20 15 2
11 20 72,915 2,9549 21 22 21 3
12 19 72,560 2,9937 29 30 29 2
13 18 72,066 3,0475 23 25 23 2
14 17 70,710 3,1955 16 28 16 2
15 16 70,699 3,1967 5 27 5 2
16 15 70,183 3,2530 8 14 8 2
17 14 70,176 3,2537 7 11 7 5
18 13 64,461 3,8773 1 15 1 4
19 12 64,355 3,8889 29 31 29 3
20 11 63,918 3,9365 16 17 16 4
21 10 63,244 4,0100 6 21 6 5
22 9 58,396 4,5389 5 23 5 4
23 8 55,630 4,8407 1 8 1 6
24 7 51,757 5,2632 2 3 2 4
25 6 37,315 6,8389 2 6 2 9
26 5 32,043 7,4140 5 16 5 8
27 4 0,546 10,8503 1 7 1 11
28 3 -1,688 11,0940 2 5 2 17
29 2 -80,178 19,6571 1 29 1 14
30 1 -306,071 44,3017 1 2 1 31
Partición final
Número de grupos: 5
Dentro de Distancia
la suma de promedio Distancia
Número de cuadrados desde el máxima desde
observaciones del grupo centroide centroide
Grupo1 6 31,6264 2,26523 2,65664
Grupo2 9 51,1964 2,27591 3,95315
Grupo3 8 59,0196 2,64489 3,31064
Grupo4 5 8,7425 1,29973 1,57599
Grupo5 3 12,0298 1,98458 2,24333
141
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
Paulina Rocío Morales Vega/2012
Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
Centroides de grupo
Centroide
Variable Grupo1 Grupo2 Grupo3 Grupo4 Grupo5 principal
log DO -0,12104 0,63745 -0,285634 0,08469 -1,04973 -0,0000000
log pH 0,52886 -0,40071 -0,490440 1,50002 -1,04777 0,0000000
log CE -0,16475 1,00388 0,280816 -1,36702 -1,15259 0,0000000
log TDS -0,63384 1,10671 0,422686 -1,26363 -1,07357 0,0000000
log Ca -0,34159 1,17752 0,145168 -0,90054 -1,73559 0,0000000
log Mg -0,60545 1,00267 0,356847 -1,35737 -0,48641 -0,0000000
log Na -0,71407 0,97052 0,605289 -1,34112 -0,86232 0,0000000
log K -0,81188 0,93410 0,472461 -1,17872 -0,47389 -0,0000000
log Sr -0,77595 0,85817 0,551336 -0,47965 -1,69342 -0,0000000
HCO3 -0,39004 0,52789 0,904405 -1,25775 -1,11909 0,0000000
log Cl -0,66269 1,04173 0,482904 -1,43936 -0,68862 0,0000000
log SO4 -0,19082 0,99009 0,286081 -0,71228 -2,16437 -0,0000000
log NO3 0,06547 -0,34222 0,466245 -0,96630 1,26290 -0,0000000
log F -0,11122 0,51827 0,207287 -1,50150 0,61737 -0,0000000
log Dureza -0,46546 1,16961 0,251009 -1,19426 -1,25685 0,0000000
B 0,04540 1,05243 -0,179776 -0,57383 -1,81229 -0,0000000
Si 0,08418 -0,24929 0,131355 -1,14772 2,14209 -0,0000000
Deuterio -0,96123 -0,11239 0,510440 -0,69164 2,05119 0,0000000
Oxígeno 18 -1,24897 0,08955 0,706955 -0,54031 1,24459 0,0000000
Las distancias entre los centroides de grupos
Grupo1 Grupo2 Grupo3 Grupo4 Grupo5
Grupo1 0,00000 5,59469 4,32792 3,45738 6,11959
Grupo2 5,59469 0,00000 2,95812 7,94524 8,90488
Grupo3 4,32792 2,95812 0,00000 6,51825 6,43770
Grupo4 3,45738 7,94524 6,51825 0,00000 6,83632
Grupo5 6,11959 8,90488 6,43770 6,83632 0,00000
142
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
Paulina Rocío Morales Vega/2012
Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
ANEXO D
Opciones seleccionables Software Minitab 16.
a) Análisis de Cluster
Figura D1: Análisis de Cluster con Minitab.
b) Análisis de Componentes Principales
Figura D2: Análisis de Componentes Principales con Minitab.
143
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
Paulina Rocío Morales Vega/2012
Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
ANEXO E
Output Análisis de Componentes Principales. Análisis de los valores y vectores propios de la matriz de correlación
Valor propio 10,861 3,593 1,438 0,835 0,673 0,404 0,362 0,225 0,182
Proporción 0,572 0,189 0,076 0,044 0,035 0,021 0,019 0,012 0,010
Acumulada 0,572 0,761 0,836 0,880 0,916 0,937 0,956 0,968 0,977
Valor propio 0,154 0,145 0,059 0,043 0,015 0,008 0,003 0,001 0,000
Proporción 0,008 0,008 0,003 0,002 0,001 0,000 0,000 0,000 0,000
Acumulada 0,986 0,993 0,996 0,999 0,999 1,000 1,000 1,000 1,000
Valor propio 0,000
Proporción 0,000
Acumulada 1,000
Variable PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7 PC8
log DO 0,090 -0,297 0,053 -0,751 0,366 -0,022 -0,154 0,125
log pH -0,136 -0,410 -0,136 -0,054 -0,459 -0,040 -0,238 0,069
log CE 0,276 -0,030 -0,061 -0,019 0,080 -0,089 -0,260 -0,255
log TDS 0,299 -0,023 -0,079 -0,041 -0,030 -0,027 0,021 -0,003
log calcio 0,271 -0,168 0,110 0,105 0,027 -0,083 0,209 -0,267
log Magnesio 0,285 0,067 -0,073 -0,048 -0,194 0,109 -0,208 0,210
log sodio 0,291 0,034 -0,156 -0,052 0,044 -0,064 -0,053 0,118
log potasio 0,266 0,032 -0,316 -0,074 -0,087 0,291 0,167 -0,008
log Sr 0,195 -0,123 0,468 0,170 -0,105 0,487 0,139 0,538
HCO3 0,242 0,060 -0,202 0,327 -0,036 -0,562 -0,027 0,365
log cloruros 0,293 0,039 -0,157 -0,086 0,040 0,007 -0,073 0,052
log sulfato 0,259 -0,209 0,183 0,057 -0,075 -0,250 0,087 -0,152
log nitrato 0,018 0,357 0,202 -0,451 -0,574 -0,211 0,410 -0,113
log Fluor 0,168 0,299 0,392 -0,153 -0,032 -0,186 -0,376 0,211
log dureza 0,296 -0,067 0,035 0,036 -0,073 -0,022 0,031 -0,070
Boro 0,209 -0,185 0,400 0,158 -0,089 0,121 -0,228 -0,482
Si -0,014 0,470 -0,132 0,026 -0,166 0,273 -0,492 -0,168
Variable PC9 PC10 PC11 PC12 PC13 PC14 PC15 PC16
log DO -0,212 -0,042 -0,175 0,266 -0,078 -0,053 -0,034 -0,064
log pH 0,055 0,025 0,026 0,056 0,152 -0,036 0,031 0,021
log CE 0,478 0,670 -0,139 0,088 -0,119 0,224 0,011 -0,018
log TDS 0,121 -0,225 -0,058 -0,173 0,156 -0,042 -0,059 -0,363
log calcio 0,202 -0,270 0,097 0,448 0,344 0,035 0,076 -0,193
log Magnesio 0,037 -0,271 0,175 -0,111 -0,628 0,285 0,159 -0,103
log sodio -0,051 -0,021 -0,242 -0,531 0,333 0,126 -0,102 -0,364
log potasio -0,228 0,294 0,155 0,017 0,072 -0,382 0,619 -0,060
log Sr 0,100 0,163 -0,281 0,132 0,066 0,002 -0,072 0,011
HCO3 -0,403 0,145 -0,156 0,346 -0,045 0,019 -0,071 0,002
log cloruros 0,072 -0,209 -0,160 -0,139 0,288 0,165 0,122 0,795
log sulfato 0,153 -0,082 -0,192 -0,230 -0,335 -0,681 -0,136 0,160
log nitrato -0,042 0,105 -0,186 0,032 -0,008 0,155 0,007 0,010
log Fluor 0,045 0,108 0,588 -0,046 0,264 -0,218 -0,062 0,033
log dureza 0,156 -0,290 0,158 0,247 -0,107 0,144 0,119 0,012
Boro -0,603 0,069 -0,031 -0,119 -0,000 0,198 0,013 0,037
Si 0,000 -0,201 -0,388 0,312 0,049 -0,274 -0,105 -0,082
144
“Caracterización de la interacción agua superficial/agua subterránea en la parte baja de la Cuenca del Río Limarí: Análisis Integrado”
Paulina Rocío Morales Vega/2012
Departamento de Ingeniería de Minas – Facultad de Ingeniería – Universidad de La Serena
Variable PC17 PC18 PC19
log DO -0,012 0,011 -0,002
log pH -0,028 -0,551 0,425
log CE 0,049 0,009 -0,017
log TDS 0,798 -0,006 0,049
log calcio -0,227 -0,259 -0,385
log Magnesio -0,087 -0,236 -0,277
log sodio -0,493 0,035 0,084
log potasio -0,014 0,041 -0,014
log Sr 0,015 0,008 0,007
HCO3 0,062 0,004 -0,015
log cloruros 0,092 -0,047 -0,095
log sulfato -0,113 -0,018 -0,024
log nitrato 0,005 0,004 -0,009
log Fluor -0,016 -0,007 -0,011
log dureza -0,144 0,495 0,622
Boro 0,079 -0,002 0,010
Si -0,064 0,023 -0,000