El agua subterránea en el noreste de La Pampa: Ciclo geoquímico del arsénico

Abstract

El agua es el recurso primordial para el desarrollo de la vida, y debe considerarse parte fundamental del ecosistema. El ser humano es el principal consumidor de agua en el mundo, y lo hace para satisfacer necesidades básicas y de desarrollo socioeconómico. En Argentina, más de la mitad de su territorio es árido o semiárido, lo cual provoca una marcada escasez de recursos hídricos superficiales, siendo el agua subterránea clave para abastecer las demandas hídricas. La provincia de La Pampa no es ajena a esta situación, por lo que presenta una fuerte dependencia del recurso subterráneo. El agua subterránea se moviliza a través de una formación geológica con características físicas favorables para su circulación y almacenamiento, por lo que el tiempo de contacto agua-sedimento o roca, le otorga sus principales características químicas. En áreas de llanura, este tiempo de contacto se ve favorecido, dada a la predominancia de movimientos verticales (infiltración-evapotranspiración) por sobre los horizontales (escurrimiento superficial y subterráneo), conformando importantes acuíferos como es el caso del Acuífero Pampeano. Este reservorio abarca el noreste y centro de La Pampa, y la formación geológica de mayor importancia hidrogeológica es la Formación Cerro Azul, que está conformada por una secuencia sedimentaria loéssica cuaternaria, que presenta un estrato de carbonato de calcio denominado tosca, y material de origen volcánico proveniente de erupciones Andinas, cuya disolución es una de las principales consecuencias que origina los acuíferos arseníferos del país. El objetivo principal de esta tesis es realizar un modelo conceptual hidrogeológico e hidrogeoquímico que permita evaluar el funcionamiento del Acuífero Pampeano en sentido del flujo subterráneo y reconocer el comportamiento espacial del arsénico en relación a las fases portadoras, en un área al noreste de la provincia de La Pampa. Se efectuaron tareas de recopilación de información, una perforación de exploración, colecta de muestras de agua de lluvia y subterránea, medición de niveles freáticos, prospección geofísica, procedimientos secuenciales de extracción de arsénico en sedimentos, entre otros. El área de estudio se extiende en una zona climática semiárida a subhúmeda de SO a NE con características continentales, y una precipitación media anual de 660 mm. Al oeste abarca parte de la Región Hídrica de la Planicie Longitudinal con Bajos Medanosos y hacia el este forma parte de la Planicie Pampeana Central. Los cálculos de recarga determinaron una recarga media anual de 54 mm en la zona de Ingeniero Luiggi para el período 1998-2017. El basamento cristalino del Acuífero Pampeano se encuentra a profundidades muy variables como resultado de los numerosos ciclos orogénicos asociados a la formación de la Llanura Chacopampeana, lo que podría ejercer un control sobre la hidrodinámica del flujo subterráneo. Estos factores generaron que, se definiera una profundidad del basamento a los 230 m desde la localidad de Arata hasta alcanzar los 700 m en el pueblo La Maruja. El flujo subterráneo regional se moviliza de oeste a este coincidente con la topografía, mientras que los flujos locales son más variables. Se obtuvo que los mayores potenciales hidráulicos se ubican en la zona de médanos al suroeste, y en una franja noreste desde el norte de la localidad de Eduardo Castex, hacia los pueblos de Arata y Caleufú. El flujo local se moviliza hacia la localidad de La Maruja y hacia el sur en el pueblo de Conhelo. La hidroquímica resultó muy variable con respecto al contenido aniónico, mientras que el único catión dominante en toda la zona de estudio es el sodio. Predominan dos tipo de agua, del tipo bicarbonatadas sódicas en las zonas de potenciales hidráulicos más elevados, incluyendo zonas de médanos y áreas sin médanos con pozos someros, y por el otro las aguas del tipo cloruradas sódicas hacia zonas de potenciales hidráulicos más profundos. Los principales procesos hidrogeoquímicos que dominan son la disolución de halita, yeso y carbonatos (sales evaporíticas) y el intercambio de bases de ablandamiento. Los índices de saturación indican que la remoción de calcio del agua también podría estar dada por la precipitación de calcio. El agua subterránea se encuentra en equilibrio con minerales arcillosos del grupo de los feldespatos potásicos, caolinitas y montmorillonitas sódicas y cálcicas. La composición isotópica del agua de lluvia y subterránea sugiere que en zona de médanos y en áreas sin médanos con pozos someros, el agua de lluvia infiltra directamente, manteniendo la composición. Se detecta una línea de evaporación relacionada con procesos de evaporación directos desde el nivel freático, y otra que sugiere evaporación previa a la infiltración por retención de agua en la tosca. Respecto al contenido de oligoelementos en la zona estudiada, las mayores concentraciones se detectaron en arsénico (As), fluoruro, estroncio y vanadio. Los primeros dos presentaron una media en la región analizada de 233 µg/L y 5 mg/L, con máximos que alcanzaron los 790 µg/L y 17 mg/L respectivamente. En relación al análisis de especiación de As, el As5+ resultó ser el de mayor predominancia en la totalidad del área de estudio. El As3+ fue detectable solo en dos muestras con valores de 5 µg/L y 40 µg/L, representando un 9% del total de As. Como resultado de los procedimientos de extracción de arsénico, se obtuvo que las principales fases portadoras son los carbonatos a partir de la desorción y/o disolución, y los óxidos e hidróxidos de manganeso y hierro. Según su calidad las aguas fueron clasificadas como no aptas para consumo humano por las elevadas concentraciones de arsénico y fluoruro. Mientras que para consumo ganadero, el 90% son clasificadas como muy buenas/buenas dado a su elevado contenido de sales. Sin embargo, para riego presentan un alto/muy alto peligro de sodificación y salinización del suelo. Se considera que las herramientas aplicadas en esta tesis, fueron suficientes para determinar el funcionamiento del sistema hidrogeológico del área de estudio.