Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Selecciona un adecuado equipo de bombeo para la extracción de agua subterránea de la localidad de Pampa Hermosa - Loreto en reemplazo del actual y mejora la línea de impulsión dando una adecuada funcionalidad al sistema de abastecimiento de agua, reemplazando la línea de impulsión actual debido a su inoperatividad. Esto Permitirá una mejor calidad de vida a la población involucrada. / Trabajo de suficiencia profesional

El objetivo principal del presente trabajo de título es identificar distintas metodologías que permitan cuantificar el transporte dispersivo de contaminantes en agua subterránea, con el objeto de mejorar la capacidad predictiva del comportamiento de una pluma de contaminante bajo condiciones de gradiente natural y para el diseño de técnicas de remediación. Las metodologías que permiten determinar valor de la dispersividad longitudinal son clasificadas en tres grupos: técnicas de laboratorio, técnicas de terreno y soluciones bibliográficas. Las dos primeras utilizan soluciones analíticas, mientras que soluciones bibliográficas corresponden a gráficos y expresiones matemáticas desarrolladas a partir de la recolección de datos, siendo de gran utilidad cuando no se dispone de información de la zona de estudio. De acuerdo a los antecedentes presentados en este trabajo, un modelo de simulación de transporte debe considerar que el valor de la dispersividad en la dirección principal de flujo aumenta a medida que la distancia recorrida por el contaminante aumenta. Adicionalmente, el valor de dispersividad depende de la estructura del acuífero. Luego, no existe una expresión universal que permita estimar el valor de la dispersividad longitudinal de manera exacta. No obstante, a escala de terreno, se sugiere estimar el valor de dispersividad longitudinal mediante soluciones bibliográficas con el objeto de definir un rango de valores o el orden de magnitud del valor esperado. Si el objetivo es caracterizar en detalle parámetros de transporte en un acuífero en particular, se sugiere implementar técnicas de terreno con trazadores. Mediciones de concentración en puntos de monitoreo permiten evaluar el valor de dispersividad longitudinal mediante el ajuste de soluciones analíticas que asumen un medio idealizado. Considerando lo anterior, el presente trabajo presenta un análisis crítico de soluciones analíticas para evaluar el valor de la dispersividad longitudinal a partir de técnicas de terreno. Se realizaron una serie de simulaciones numéricas en dos técnicas de terreno: prueba de pozo individual con fases de inyección y extracción, y prueba de dos pozos caracterizada por un flujo de tipo dipolo y una inyección de tipo instantánea sin recirculación. La modelación numérica se realizó en MODFLOW y MT3DMS, los cuales permiten modelar el flujo de aguas subterráneas y el transporte de solutos, respectivamente. Se seleccionó al método numérico TVD como técnica de solución por presentar un buen manejo de dispersión numérica y oscilaciones artificiales. Las técnicas de terreno son simuladas en tres tipos de acuífero: (1) acuífero confinado-homogéneo con el objetivo de validar soluciones analíticas; (2) acuífero libre-homogéneo para evaluar el efecto de la velocidad del flujo de agua subterránea generado por un gradiente natural constante; (3) acuífero libre y heterogéneo para analizar el efecto de la variabilidad natural del medio.

En este trabajo se presentan los resultados del estudio hidrogeológico e hidrogeoquímico de aguas subterráneas en el depósito tipo pórfido de Cu-Au-Mo Inca de Oro, Región de Atacama, en el norte de Chile, cuyo objetivo es entender los procesos de interacción agua-roca que controlan la composición del agua subterránea y sus efectos en los procesos de dispersión y migración de elementos. Este estudio forma parte del proyecto “Predictive Geochemistry in Areas of Transported Overburden” financiado por AMIRA (Proyecto P778) que busca comprender los procesos de generación de anomalías de contraste geoquímico en superficie a partir de un cuerpo mineralizado bajo cobertura. El depósito Inca de Oro se ubica a 100 km al NE de la ciudad de Copiapó, en una zona de extrema aridez, con un promedio de precipitación anual de 25 mm. Su génesis se relaciona al emplazamiento de un complejo de pórfidos de composición tonalítica a granodiorítica de edad cretácica superior, que intruyen rocas volcano-sedimentarias correlacionadas con la Formación Punta del Cobre (jurásicacretácica?), y se encuentra cubierto por un nivel de gravas no consolidadas del Mioceno de espesor variable entre 40 y 200 metros. El agua subterránea satura la parte inferior del yacimiento, donde se encuentra en fracturas y en las oquedades de la roca lixiviada. El muestreo de aguas se realizó utilizando un “bailer”, en 17 pozos de sondaje verticales, en 5 campañas de muestreo realizadas en enero, julio y diciembre de 2007, abril de 2008 y marzo de 2009. Las muestras fueron tomadas de pozos distribuidos tanto dentro como fuera del depósito y están hospedadas tanto en grava como en roca. Parámetros ambientales como pH, temperatura, sólidos disueltos totales (SDT) y electroconductividad (EC) fueron medidos in-situ. Muestras no filtradas (tomadas en el nivel freático y a 10 y 20 metros bajo éste) fueron tomadas para el análisis de aniones y cationes mayores y para el análisis geoquímico de 72 elementos menores y trazas. La última campaña de muestreo incluyó la toma de muestras de agua filtradas. Los resultados indican que el agua subterránea en Inca de Oro es neutra a levemente alcalina y salobre (1127 ppm de TDS en promedio), similar a aguas subterráneas del valle del Río Copiapó, 100 km al sur del área de estudio. El agua subterránea es de tipo sulfatada cálcica, concordante con procesos de oxidación de sulfuros (pirita, calcopirita) y/o meteorización/disolución de minerales sulfatados como jarosita, brocantita o antlerita, observados en la zona de oxidación del depósito. El contenido de SO4 2- , Cl- , Ca, Na y elementos traza como B, Br, Cs, Cu, Li, Mn, Mo, Rb, Sr, U y Zn es mayor en muestras de agua hospedada en roca respecto del agua en grava, consistente con procesos de interacción entre el agua subterránea y las rocas mineralizadas del depósito. En particular, Cu, Mo y Mn presentan mayores concentraciones en muestras que atraviesan zonas de ocurrencia de óxidos de Cu verdes y negros. El cálculo de índices de saturación mineral indica que el agua está saturada (en equilibrio) con respecto a minerales de Cu oxidados como malaquita, brocantita y tenorita. Por otra parte, óxidos de Cu (delafosita) y Fe (goethita, jarosita y hematita) se encuentran sobresaturados, sugiriendo condiciones aptas para la precipitación de estos minerales. El transporte y la dispersión de elementos en el agua subterránea en Inca de Oro, son controlados principalmente por la especiación y por procesos de adsorción. Elementos como Mn, Zn, Cu, Fe y Al ocurren principalmente adsorbidos en el material suspendido, limitando su dispersión aguas abajo del depósito. Por el contrario, elementos como B, Br, Cl, Mo, S y Se, se encuentran disueltos (con razones entre muestras filtradas/no filtradas ~ 1), y aumentan sus concentraciones a lo largo del flujo de agua. Los procesos de adsorción, junto con la variabilidad estacional observada en la concentración de algunos elementos, tienen directas consecuencias en la disponibilidad de elementos capaces de migrar desde la solución mediante mecanismos de dispersión vertical, como la capilaridad y la evaporación. El análisis de elementos en aguas subterráneas, asociados a la mineralización de pórfidos cupríferos (Cu, Mo, Mn, Re, Se y Zn) tiene directas aplicaciones en exploración de depósitos cubiertos. En particular, Mo y Se son móviles, a diferencia de Cu y Mn cuya movilidad es limitada principalmente por procesos de adsorción, por lo que muestran ser mejores indicadores de mineralización. Las altas concentraciones de Mo (hasta 110 ppb), sin importantes variaciones estacionales, en aguas subterráneas de Inca de Oro, sumado a que es un elemento poco común en aguas naturales y fácil de lixiviar desde la fuente, sugieren que es un indicador confiable de mineralización y que su uso en campañas de exploración puede ser efectivo en la detección de este tipo de depósitos. Los resultados obtenidos en este estudio muestran que los procesos de interacción del agua con la zona de mineralización supérgena del depósito se encuentran activos. La mineralogía y permeabilidad de la roca, en conjunto con la velocidad del flujo de agua, el tiempo de residencia de ésta, y procesos como la adsorción y precipitación/disolución mineral, son factores clave en el control de la composición del agua subterránea en el área de estudio.

El objetivo del presente estudio es determinar la calidad del agua subterránea de la cuenca del estero Punitaqui, e identificar y cuantificar una posible contaminación por sustancias químicas en las aguas, que afectaría al pueblo homónimo ubicado en la IV Región de Coquimbo. A partir de los análisis químicos del agua subterránea, es posible separarlas en 3 grupos. El primero de ellos incluye gran parte de la zona estudiada, y sus aguas son de composición bicarbonatada y cálcica a calcosódica. El segundo grupo lo constituyen aguas de la zona inmediatamente aguas abajo del tranque de relave de la mina Los Mantos de Punitaqui (Au-Cu), ubicado en el sector de Pueblo Nuevo, cuyas aguas son de composición sulfatada y cálcica, mientras que el último grupo abarca aguas de zonas relativamente cercanas a los principales yacimientos mineros del área de estudio, y son de composición bicarbonatada a sulfatada y cálcica a calcosódica. La dirección general de los flujos subterráneos es hacia el NW, siguiendo el mismo sentido de las aguas superficiales del estero Punitaqui. Los parámetros medidos en terreno indican que cercano a la zona de recarga el agua subterránea posee un pH levemente alcalino (entre 7 y 8) y una baja cantidad de oxígeno disuelto (OD), mientras que aguas abajo las aguas se van acidificando, hasta llegar a un pH cercano a 6, y el ambiente se vuelve oxidante (alto OD). Con respecto a la conductividad eléctrica (CE), en general toda la cuenca posee bajos valores (menor a 1000 µS/cm). Las aguas del sector de Pueblo Nuevo poseen valores altísimos de CE (mayor a 2500 µS/cm), un pH muy alcalino (sobre 8,5) y un ambiente reductor (bajo OD relativo al resto de la cuenca). Estas aguas subterráneas, de composición sulfatada y cálcica, y con una cantidad de sólidos totales disueltos (TDS) que sobrepasan notablemente al resto de las aguas estudiadas, es considerada una zona anómala con respecto a las aguas del área de recarga aguas arriba de ésta, y posee una extensión de tan sólo 2 km. Como la composición principal del acuífero es bicarbonatada y cálcosódica, se infiere que contiene aguas infiltradas recientemente y de circulación local, con poco tiempo de interacción con las rocas circundantes. El origen de la anomalía identificada en las aguas de Pueblo Nuevo no es posible determinarla con certeza con los datos químicos que se tienen, pudiendo tener un origen natural, antrópico, o ambos. Al haber un gran yacimiento de Au, Cu y Hg, es innegable un grado de contaminación natural por exceso de sulfatos, generados por oxidación de la gran cantidad de sulfuros (principalmente pirita) que éste posee, proceso que ha sido acelerado por la exposición al ambiente subaéreo de dichos sulfuros durante el proceso de extracción de mineral, realizado desde tiempos coloniales. El pH alcalino a neutro observado en casi toda el área de estudio es propia de aguas en equilibrio con rocas intrusivas del Batolito Illapel, litología dominante en toda la cuenca. La causa de la alcalinidad de las aguas de Pueblo Nuevo probablemente se deba a la utilización de cal para neutralizar el drenaje ácido producido en los procesos de lixiviación, o bien a la infiltración de las aguas extremadamente alcalinas (sobre 10) usadas en el proceso de flotación, ambos relacionados a la explotación de la mina Los Mantos de Punitaqui. Asimismo, la gran cantidad de sulfatos medidos en esta localidad da cuenta de un medio sólido sumamente oxidado y de una fase líquida muy reducida, evidenciado por las bajas cantidades de oxígeno disuelto medidas en dichas aguas. Estas condiciones de pH y redox ayudarían a los metales pesados a diluirse y presentarse en su especie más reducida, y por ende más peligrosa. Sin embargo, la presencia de estos metales disueltos en las aguas de toda la zona de estudio es prácticamente nula. Cabe señalar que sólo el sector de Pueblo Nuevo presenta algún grado de contaminación según las normas chilenas para agua potable (NCh. 409) y para su uso en riego (NCh. 1333), mientras que el resto de la zona estudiada posee aguas de muy buena calidad para su consumo y su uso en riego. Anexo al objetivo central, este trabajo pretende ser una línea de base para el estudio de las aguas subterráneas de la cuenca del Estero Punitaqui, dada la falta de estudios públicos relacionados a éstas.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / Ingeniero Civil / Los procesos de transporte de masa en flujos de agua subterránea han sido estudiados ampliamente en la literatura, debido a que gobiernan el transporte de contaminantes u otras sustancias disueltas. Una buena caracterización de los procesos de transporte ha de permitir por ejemplo, la optimización de sistemas de remediación o la predicción de las trayectorias y tiempos de viaje de contaminantes en acuíferos, lo que podría tener importancia en el análisis de la contaminación de pozos y aguas superficiales, entre otros. Diversos estudios coinciden en el importante rol que cumple la heterogeneidad en los procesos de mezcla transversal, dado que las líneas de corriente tienden a converger o divergir dependiendo de la distribución de permeabilidades. La convergencia de las líneas de corriente en zonas de mayor conductividad hidráulica aumenta los gradientes de concentración en la dirección transversal al flujo, lo que tiene como efecto una mayor mezcla transversal y dilución natural, procesos responsables de permitir las reacciones químicas entre especies en el agua subterránea. Una aplicación importante de este fenómeno es la remediación de sitios contaminados a través del uso de barreras reactivas permeables, donde se dirige el flujo a una zona de mayor permeabilidad, en la cual se llevan a cabo procesos químicos o físicos que permiten tratar agua contaminada. El uso de técnicas de análisis de imágenes para el estudio de los procesos de transporte en medios permeables se ha vuelto más común en los últimos 20 años, pues permite caracterizar campos de concentraciones de un soluto mediante el estudio de fotografías. Este trabajo desarrolló un montaje experimental que busca emular el transporte de un trazador conservativo en dos tipos de medios permeables saturados bidimensionales (uno homogéneo y otro heterogéneo). Se realizaron diferentes ensayos para caracterizar las propiedades hidráulicas de los medios utilizados (microesferas de vidrio) y las características ópticas del trazador (Blue Brilliant). A través de análisis de imágenes se logró calcular el campo de concentraciones de ambos experimentos, resultados que fueron comparados a soluciones teóricas y modelos numéricos. Los resultados de ambos experimentos fueron comparados entre sí, cuantitativamente, a través del índice de dilución relacionado al flujo (Rolle et al., 2009). Se obtuvo que en el caso heterogéneo el índice de dilución es 1,51 veces mayor al del caso homogéneo, similar a resultados de estudios anteriores que postulan que la heterogeneidad aumenta la mezcla transversal de un trazador conservativo.

Ingeniero Civil / La distribución de las presiones de poro en la pared del rajo minero es uno de los datos de entrada clave para los estudios de estabilidad geotécnica del rajo, lo que significa que está intrínsicamente relacionado con maximizar la recuperación del mineral y disminuir los costos operacionales a través del diseño de las paredes del rajo y de sistemas de drenaje artificial. En la actualidad es ampliamente utilizada la modelación numérica con un enfoque bidimensional para la obtención de la distribución de presión de poro en el tiempo, debido a los beneficios que entrega en cuanto a su fácil construcción de los modelos, tiempos de resolución bajos, facilidad de probar distintas alternativas de drenaje artificial, entre otros. No obstante, existe la inquietud si al considerar que los flujos no son estrictamente radiales se genera una diferencia significativa con los resultados obtenidos por medio de la modelación numérica con un enfoque bidimensional. En este trabajo de título, las comparaciones entre los resultados obtenidos por medio de enfoques tridimensional y bidimensional concluyeron que existen diferencias significativas generadas por la geometría semi radial del rajo, así como también por la conceptualización del efecto producido por un pozo de bombeo como método de drespresurización artificial. Estas diferencias se logran compensar a través de conductividades hidráulicas equivalentes y por medio de un procedimiento adaptado de representación del efecto de los pozos de bombeo sobre la sección bidimensional. Estas conclusiones entregan beneficios comerciales importantes a los consultores que hacen uso de modelos bidimensionales, reduciendo el tiempo involucrado en el proceso de calibración con la piezometría aledaña a la sección modelada, dismuniyendo la incerteza de los resultados, y de la posibilidad de obtener resultados más precisos de simulación de distribución de presión de poros en el tiempo utilizando modelos numéricos bidimensionales.

Tesis (Magíster en derecho público) / Actividad Formativa Equivalente a Tesis (AFET) / Esta actividad formativa tiene por objeto determinar las características de la sanción que debe ser aplicada a la extracción no autorizada de aguas subterráneas, para que cumpla con el objetivo de disuadir la conducta que se desea proscribir. Para tales efectos, se analizará la sanción establecida en el Código de Aguas (en adelante también CA) e invocada por la Dirección General de Aguas (en adelante también DGA) para castigar a quienes extraen aguas subterráneas sin autorización, proceso en que se evidenciará tanto la carencia de efecto disuasivo de la mencionada sanción, como que ésta carencia radica — de forma principal— en que el monto de la multa es sustancialmente inferior al costo de cumplimiento de la medida, es decir, al costo que implica no extraer aguas ilegalmente. Sobre la base del análisis efectuado se elaborará una metodología que permita determinar, para cada caso específico, una multa que considere las variables económicas cuantitativas a las que se ve enfrentado el eventual IV infractor, como los criterios cualitativos que deberá tener en consideración la administración al momento de aplicar la multa, concluyéndose que una sanción pecuniaria sólo podrá disuadir la extracción no autorizada de aguas, si su monto es superior a las utilidades obtenidas por el infractor en la actividad económica en la que utilizó las aguas, proponiéndose una modificación de lege ferenda.

Determina la influencia de la capa freática sobre la vegetación y la capacidad de carga animal en los humedales altoandinos. Se instaló una red de 31 piezómetros en el bofedal Minas Corral, Vinchos, Huamanga, Ayacucho en un área de 42.55 ha. Cada piezómetro midió la profundidad del agua subterránea, el pH y la conductividad eléctrica durante el año 2015. Además, no solo se determinó la composición y la abundancia de vegetación, sino que también se evaluaron las características físicas del suelo en cinco fosas en el bofedal correspondiente a cada piezómetro. Los resultados mostraron la existencia de una alta heterogeneidad en la riqueza de especies y la abundancia de plantas, diferenciándose tres tipos de vegetación en el bofedal Minas Corral; es decir, la vegetación hidromórfica, la vegetación mésica y la vegetación limítrofe, que están directamente relacionadas con la profundidad del agua subterránea. A menor profundidad, la vegetación hidromórfica y mésica son evidentes, a mayor profundidad emerge la vegetación limítrofe. Existe una relación inversa entre la profundidad del agua subterránea y la capacidad de carga animal, es decir, a mayor profundidad del agua subterránea, la capacidad de carga del animal de alpaca es menor por unidad / ha / año. Los valores de pH y la conductividad eléctrica del agua mostraron valores muy variables (pH de 4,76 a 8,71 y CE de 0 a 378 US / cm) condicionados por la temporalidad y las características espaciales de los valores promedios de bofedal, pH y conductividad eléctrica. Los tres tipos de vegetación no mostraron diferencias significativas entre ellos. Las características de la textura del suelo, la materia orgánica, la humedad gravimétrica, la densidad aparente, la saturación relativa y la permeabilidad del suelo están relacionadas y están relacionadas con el suelo que soporta cada tipo de vegetación. / Tesis

La zona de estudio ocupa una superficie de 5.521 km<SUP>2</SUP>, comprendiendo al sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita. Si bien en este ambiente resulta destacable la alta densidad de cuerpos de agua en un ámbito de drenaje impedido, la dinámica del agua subterránea adquiere un rol destacado. Ésta determina la disponibilidad de agua para los procesos geológicos externos. La laguna Mar Chiquita es un elemento de interesante dinámica costera y, a la vez, un humedal de alto valor ambiental para la sostenibilidad de la biodiversidad y conservación de sus regiones ecológicas. En abril de 1996, la UNESCO, a través de su programa “Man and the Biosphere (MAB)”, declara a la misma, junto con sus alrededores, como una de sus Reservas MAB mundiales, denominada “Parque Atlántico Mar Chiquito”. Además de las implicancias del agua subterránea como agente geológico, su conocimiento en el área alcanza un importante interés aplicado. El predominio de aguas salobres y la distribución aparentemente errática de aguas de mejor calidad constituyen una fuerte limitante al desarrollo agropecuario en la mayor parte de la región. La evolución hidrogeoquímica desde la zona de piedemonte, en donde las aguas son de buena calidad, hacia la zona de llanura, en donde se hacen progresivamente más salinas, requiere también una profundización de su caracterización y el reconocimiento de sistemas de flujo locales y regionales. El objetivo general de esta tesis es: determinar la existencia y extensión de flujos regionales y locales de agua subterránea en el sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita, mediante técnicas hidrogeoquímicas, isotópicas y de datación de aguas. Para lograrlo, se realizaron las siguientes tareas: 1) recopilación bibliográfica de características climáticas, geológicas, geomorfológicas, edáficas, hidrológicas e hidrogeológicas; 2) utilización de la herramienta de Sistemas de Información Geográfica ArcGis 10.1. para la delimitación del área de estudio, la construcción del Modelo Digital del Terreno y la confección de la totalidad de los mapas; 3) muestreo hidrogeoquímico y de isótopos estables sobre muestras de agua de lluvia, agua subterránea y superficial, y determinaciones analíticas de iones mayoritarios, minoritarios e isótopos estables; 4) elaboración de modelos hidrogeoquímicos mediante el software PHREEQC para la evolución hidrogeoquímica de las aguas subterráneas y el balance de carbono en la zona de estudio; y 5) toma de muestras para la estimación de los tiempos de residencia del agua subterránea mediante la determinación de clorofluorocarbones (CFCs) y tritio (3H). Las aguas subterráneas y de arroyos son principalmente de tipo bicarbonatadas sódicas, mientras que la composición química de la laguna Mar Chiquita evidencia una evolución hacia la composición del agua de mar, desde su zona norte hacia su canal de entrada, situado al sur. El modelo de evolución hidrogeoquímica planteado para el sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita, el cual toma al agua de lluvia como punto de partida, permite explicar la evolución en el contenido iónico del agua subterránea, teniendo como procesos determinantes al equilibrio con calcita en un sistema abierto y al intercambio catiónico. Asimismo, existe una relación entre las facies hidrogeoquímicas presentes en la zona de estudio y los ambientes geomorfológicos que la caracterizan. El ambiente de Franja Eólica Periserrana, al O y SO, constituye la zona de recarga, determinando la huella isotópica y el origen en la evolución hidrogeoquímica. En cuanto a la caracterización en isótopos estables del área de estudio, las composiciones promedio del agua subterránea (-24,9‰ para δ2H y -4,65‰ para δ18O) y de la precipitación de la región (-29,7‰ para δ2H y -5,49‰ para δ18O) son similares, confirmando el origen de la recarga al acuífero a partir de la infiltración del agua de lluvia. La composición isotópica del agua de los arroyos es cercana a la del agua subterránea, lo que demuestra un importante dominio del flujo base en su caudal, como lo confirman las isopiezas del sector estudiado. Por otro lado, las muestras de la laguna Mar Chiquita evidencian un progresivo enriquecimiento en δ2H y δ18O, desde su sector N hacia el canal de que lo comunica con el mar, al S, y como consecuencia del incremento en las proporciones de agua marina. El balance local de carbono para el área estudiada fue realizado a partir del análisis de los modelos hidrogeoquímicos inversos. Se pudo concluir que del 100% del carbono que ingresa anualmente en el ciclo hidrológico a través del ambiente terrestre de la zona en estudio, alrededor del 8,6% es liberado a la atmósfera como CO2 y el 4,9% es almacenado en los sedimentos. El 86,5% de carbono restante es retenido en equilibrio dentro del sistema o descargado dentro de la laguna y/o directamente al océano por medio de flujos profundos de agua subterránea. El paisaje extremadamente plano del sector bajo estudio minimiza el escurrimiento superficial a aproximadamente un valor promedio de sólo el 6,7% de la precipitación total, incrementando la importancia de los flujos de agua subterránea. Esto reduce la descarga de agua de los arroyos en la laguna y, en consecuencia, la transferencia de masa a la atmósfera y el almacenamiento en los sedimentos. En referencia al balance hidrológico llevado a cabo en la laguna costera Mar Chiquita, tres componentes principales fueron reconocidos como miembros extremos probables en un diagrama de dispersión de conductividad eléctrica (CE) vs. δ18O: 1) El agua de mar, de tipo clorurada sódica, caracterizada por una alta salinidad (CE de aproximadamente 50.000 µS/cm) y una composición isotópica definida (0,0); 2) Los arroyos, cuya composición química se debe a la descarga del agua subterránea principalmente en las áreas de recarga y tránsito, presentando una baja salinidad (CE por debajo de los 2.600 µS/cm) y una composición en isótopos estables más enriquecida; y 3) El agua subterránea en la zona de descarga, la cual posee contenidos de δ2H y δ18O similares a los del agua de lluvia que recarga al acuífero, pero siendo un poco más salina como consecuencia de la evolución geoquímica normal (valor promedio de CE de 4.113 µS/cm). Los estudios realizados con la finalidad de estimar los tiempos de residencia en el agua subterránea se han basado en la interpretación conjunta de las concentraciones de los trazadores ambientales CFCs y 3H. Las edades aparentes obtenidas para el agua subterránea del sector estudiado varían entre los 35 y 49 años. Estos tiempos de residencia se pueden interpretar, en general, como mezclas binarias de aguas submodernas (más de 50 años) y aguas recargadas en los últimos 30 años. Lo expuesto indica el muy lento desplazamiento del agua subterránea en función de los bajos gradientes. En consecuencia, los valores de CE medidos en la zona de descarga para el agua subterránea permiten minimizar su contribución directa, considerando entonces sólo dos miembros extremos dominantes: el agua de mar y el agua de los arroyos. La mezcla de edades diferentes indica que en el sector estudiado existen diferentes sistemas de flujo. Los locales descargan en los arroyos y en baja proporción en la laguna, como consecuencia de la baja velocidad de flujo, expresada en los altos tiempos de residencia y en la clara existencia de aguas de alrededor de 50 años aún a profundidades no mayores a 30 m. Estas edades ratifican los modelos conceptuales que sustentan una baja movilidad de las aguas, pero a la vez cuestionan a aquellos que asumen una recarga uniformemente distribuida. En principio, hacia las zonas de descarga los potenciales hidráulicos impiden la recarga del acuífero, por lo que las aguas de infiltración se expresan en ascensos de niveles freáticos sin incorporarse a los sistemas de flujo. La gran cantidad de información hidrogeoquímica y de isótopos estables generada e interpretada conjuntamente, y la consideración de la datación de aguas subterráneas con trazadores ambientales, ha permitido generar un modelo de funcionamiento del sistema hidrológico y de aporte de aguas a la laguna Mar Chiquita, estableciendo las bases para el estudio integral de la dinámica de la misma. Las conclusiones alcanzadas se han extendido a la mayoría de las geósferas, incluyendo el balance de carbono del sector meridional de la cuenca de la laguna Mar Chiquita.

Este trabajo de Tesis Doctoral tuvo como objetivo principal evaluar integralmente las características hidrogeológicas y la gestión de agua subterránea en ámbitos urbanos y rurales del partido de Tandil, localizado en la provincia de Buenos Aires, Argentina. Dicho objetivo se basa en la ocurrencia, en los últimos años, de manifestaciones y reclamos por parte de distintos actores sociales referidos a la disponibilidad, calidad y manejo del agua, que ponen de manifiesto la existencia de una problemática compleja que requiere un abordaje integrado. La problemática hídrica actual se caracteriza por la ausencia de servicios sanitarios de agua potable y cloacas en diversos barrios periféricos de la ciudad de Tandil y localidades rurales del partido. Los habitantes de esas zonas sin servicios poseen condiciones particulares de explotación y uso del recurso, entre las que se destacan la falta de protección sanitaria de las perforaciones de extracción y la disposición in situ de los efluentes domiciliarios. Esta situación, sumada a la disposición de cargas contaminantes de distinto origen, favorece la degradación de la calidad del agua subterránea. Otro aspecto importante del problema de investigación es la utilización del recurso subterráneo por parte de las actividades agropecuarias desarrolladas en la zona. Entre ellas, se destacan el riego en los cultivos de papa y en la producción lechera en tambos. Considerando que los recursos hídricos son un componente del sistema ambiental, se pretende integrar los aspectos naturales y sociales de la problemática bajo estudio. Para ello se utilizaron métodos y técnicas provenientes de distintas disciplinas científicas. La metodología incluyó en primera instancia el relevamiento y análisis de la información antecedente vinculada a la temática hidrológica local. Se describió y evaluó el área de estudio, tanto en sus aspectos sociales como físico-naturales y, en particular, se caracterizó el sistema hídrico subterráneo. Las características más relevantes incluyen la existencia de un acuífero freático en medio poroso clástico formado por sedimentos pampeanos y postpampeanos, sobrepuesto a un basamento cristalino compuesto esencialmente por migmatitas graníticas. El acuífero freático constituye la única fuente de abastecimiento de agua para consumo humano. Se identificaron las principales cargas contaminantes que pueden afectar al recurso subterráneo. Se destaca como la más relevante la disposición de efluentes domiciliarios en pozos absorbentes en aquellas zonas donde no existe sistema cloacal. Considerando la existencia de manifestaciones sociales vinculadas al acceso al agua, se identificaron los conflictos vinculados al uso del recurso. Se detectaron tres movilizaciones sociales ocurridas en distintos barrios periféricos de la ciudad de Tandil, entre 2008 y 2013, debidas a problemas en la calidad y accesibilidad. Sólo uno de los conflictos alcanzó su resolución en 2010. Además, se identificaron los actores involucrados en el manejo del agua y se realizaron entrevistas a los informantes clave. Seguidamente, se seleccionaron casos de estudio dentro del partido de Tandil, incluyendo dos sectores periurbanos (barrios Cerro Los Leones y Don Bosco) y dos localidades rurales (Gardey y María Ignacia), debido al interés que presentan por su ausencia o cobertura parcial de servicios sanitarios. En dichos sectores se monitoreó la hidrodinámica subterránea y se evaluó la calidad del agua para consumo, mediante la medición del contenido de nitratos y la realización de análisis microbiológicos. Los resultados evidenciaron que, en muchos casos, las concentraciones de nitratos superan lo recomendado por la legislación argentina y la presencia de microorganismos patógenos vuelven el agua no apta para dicho uso. Estos resultados fueron vinculados con los modos de uso y explotación del agua subterránea para uso domiciliario. Se describieron las características constructivas de los pozos de extracción y se detectaron numerosas deficiencias en su diseño y construcción, las que afectan su protección sanitaria. Asimismo, se determinó la presencia de cargas contaminantes en las cercanías de las fuentes de agua, favoreciendo la contaminación tanto superficial como a través del flujo subterráneo. La problemática hídrica en los casos de estudio tiene causas comunes, dadas por la cobertura parcial o ausencia de agua de red, la inexistencia de red cloacal y el escaso conocimiento sobre el funcionamiento del sistema hídrico subterráneo. La conjunción de dichas causas junto a las deficiencias en los sitios de captación y la descarga de los efluentes domiciliarios determina un ciclo local de extracción-transporte-disposición cuyo resultado es la contaminación del sistema. Por otra parte, se evaluó el uso y gestión del agua subterránea en dos actividades agropecuarias: producción lechera en tambos y cultivo de papa bajo riego. En el primer caso, se caracterizó el manejo del agua y efluentes en tambos de Tandil y alrededores. Se detectó que consumen grandes volúmenes y eliminan sus efluentes en cavas, en muchos casos en contacto directo con el nivel freático. Se encontraron evidencias de degradación de la calidad físico-química del recurso subterráneo. En el segundo caso, se caracterizó el uso del agua en la producción de papa bajo riego, encontrándose que los productores locales aplican el riego complementario sin tener en cuenta las necesidades reales del cultivo. A modo de indicador de la apropiación del recurso por parte de la agricultura, se determinó su huella hídrica en el partido de Tandil, que alcanza 324 m3/t. Se utilizó el enfoque sistémico para integrar la información tanto natural como social. En ese sentido, el análisis DAFO identificó las fortalezas y debilidades que afectan la gestión del agua subterránea a escala local. Las principales debilidades y amenazas derivan de la ausencia de capacidad institucional y de gobernabilidad en la gestión, así como la inexistencia de programas de monitoreo del recurso y estrategias de capacitación a la comunidad. Se destaca la necesidad de promover la gestión integrada del agua basada en: su estudio y monitoreo; la generación y difusión del conocimiento sobre el recurso; la participación pública en la toma de decisiones relacionadas a la temática; y la aplicación de regulaciones sobre su uso y manejo. A partir de la evaluación ambiental de la gestión hídrica, se propusieron indicadores de sustentabilidad ambiental útiles para la toma de decisiones y el seguimiento de dicha gestión. Asimismo, como aporte a la difusión científica en el área de estudio, se efectuaron actividades de educación ambiental en ámbitos formales y no formales, con el propósito de brindar información a los habitantes sobre la situación hidrológica local y contribuir a la generación de un cambio de actitudes en pos de la protección y conservación de los recursos hídricos. Finalmente, se propusieron pautas para la gestión sustentable acordes a la realidad local. Estas pautas incluyeron el fortalecimiento de capacidades de gobernanza para la gestión y la creación de un organismo de cuenca encargado de planificar el uso de los recursos hídricos a largo plazo y establecer medidas de acción. Además, se plantea la ejecución de un sistema de monitoreo hidrológico, acompañado por comunicación y educación ambiental dando lugar a la participación de todos los actores involucrados en la gestión. Se propone también la implementación de herramientas de manejo, basados en regulaciones y controles así como en instrumentos económicos. Asimismo, se requiere la aplicación de un conjunto de medidas estructurales, basadas en el diseño y construcción de las perforaciones y sistemas de vertido de efluentes, la adecuación y mantenimiento de los sistemas de distribución y almacenamiento, la desinfección y potabilización del agua, y alternativas para el tratamiento de efluentes.