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Hidroquimica de las salinas de zapotitlan
- 1. PRIMERA REUNIÓN SOBRE LA INNOVACIÓN EN AGUA, AGRICULTURA Y AMBIENTE “El conocer y difundir el quehacer creativo de la humanidad fortalece a la sociedad” HIDROQUÍMICA DE LAS SALINAS DEL MUNICIPIO DE ZAPOTITLÁN, PUEBLA José Pedro Pérez Díaz josepedro.perez@colpos.mx Colegio de Postgraduados, Hidrociencias, Campus Montecillo. 28 y 29 de noviembre de 2013
- 2. INTRODUCCIÓN El cloruro de sodio se encuentra de forma natural en los depósitos salinos, el agua de mar, y en las salmueras de lagos salinos. Esta sal se deposita por precipitación química producto de la evaporación de salmueras con altos contenidos en cloruros y sodio. La halita Es uno de los minerales más abundantes en nuestro planeta, Podemos encontrarlo en el Mar Muerto con, en el gran Lago Salado de Utah, en el salar de Atacama en chile, el salar de Uyuni en Bolivia, en nuestro país, en las Zapotitlán Salinas, Puebla. El origen natural de los depósitos salinos, el agua de mar, los lagos salinos y sus salmueras, son fuentes ricas en esta sal de cloruro de sodio.
- 3. En el municipio Zapotitlán Salinas, Puebla, las salinas son su producción representativa, son su principal fuente de empleo y posee una fuerte carga histórica pues el pueblo produce sal desde hace mas de 500 años, y se conserva de esa época las estructuras productivas. El método de extracción conserva aún las mismas características de cómo se hacía en la época prehispánica.
- 4. Zapotitlán Salinas conforma una cuenca endorreica. Tiene grandes depósitos de sal bajo superficie que las lluvias, arrastran en arroyos que los salineros captan y que constituyen la base del proceso productivo. Los cauces de agua saturados en sal captados por los productores son conducidos a pozas muy profundas, la mayoría de ellas de origen prehispánico, ahí almacenan el agua y cuando la requieren la bombean hasta piletas superficiales. En estas piletas se produce la sal, por evaporación.
- 5. El proceso productivo requiere de la atención permanente de los salineros quienes limpian y pasan de una pileta a otra el agua con las diversas concentraciones salinas que cada una tiene debido al tiempo de evaporación que llevan. La producción es un proceso continuo por el cual el agua recorre lentamente varias piletas, con lo cual aumenta su concentración por evaporación. Cuando la salmuera alcanza el “punto de saturación salina” (saturación de cloruro de sodio), se junta la sal.
- 6. OBJETIVOS Conocer la composición y concentración iónica del agua de las salinas del municipio: Zapotitlán Salinas, Puebla. Determinar la salinidad y las sales predominantes para conocer el tipo de agua. Para la consecución de estos objetivos se midieron las siguientes variables: conductividad eléctrica Cloruros Calcio Magnesio Sulfatos Sodio Carbonatos Residuo seco evaporado y calcinado Bicarbonatos Potasio potencial de hidrogeno
- 7. METODOLOGÍA Se tomaron muestras de agua, para su análisis, en veinte pozos del municipio: Zapotitlán Salinas, Puebla. Las determinaciones analíticas se realizaron en los laboratorios del centro de Hidrociencias del Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, Texcoco, Edo. De México. Variable Método Referencia pH Potenciómetro SCFI (2000) CE dS/m Puente de conductividad Calcio, Magnesio, Carbonato y Bicarbonato Titulación Richards et al. (1954) Cloro y Sulfato Espectrofotometría Sodio y Potasio Espectrofotometría de flama RSC y RSE Gravimetría APHA (1998)
- 8. Validación de los resultados obtenidos Las sales son eléctricamente neutras, por lo tanto, la suma de Cationes debe ser igual a la suma de Aniones. Dado que nuestro trabajo de investigación solo contempla algunos iones, la suma de Aniones y Cationes podrá presentar alguna ligera variación aceptable de hasta 5% (APHA, 1998). | 𝐄%= | 𝒏 𝐢=𝟏 𝒏 𝐢=𝟏 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 − 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 + 𝒏 𝐢=𝟏 𝒏 𝐢=𝟏 𝒂𝒏𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 | × 𝟏𝟎𝟎 𝒂𝒏𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 | La concentración de aniones y cationes, en todos los casos se expresó como mmolc L-1 . (𝟏)
- 9. Se realizaron análisis de regresión con un modelo lineal sin ordenada al origen para establecer algunas relaciones entre las variables observadas, tales como CE y suma total de cationes, CE y RSC, RSC y suma total de iones. El modelo que mejor describe la relación entre las variables es el siguiente: 𝒀= 𝜷𝟏 𝑿 (𝟐)
- 10. 𝐂𝐄 = 𝒏 𝐢=𝟏 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝟏𝟐 (𝟑) 𝒏 𝑪𝑬 𝟔𝟒𝟎 = 𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 (𝟒) 𝐢=𝟏 Pizarro (1985) 𝒏 𝑪𝑬 𝟏𝟎 = 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 (𝟓) 𝐢=𝟏 Richards et al. (1954) 𝒏 𝑪𝑬 𝟖𝟎𝟎 = 𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 (𝟔) 𝐢=𝟏 Rhoades et al. (1992)
- 11. RESULTADOS 50000 40000 Y = 812.37 (CE dS/m) R cuadrado = 0.99 RSC (mg/L) 30000 20000 10000 0 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 CE (dS/m) Figura 1. Diagrama de dispersión que relaciona la CE con RSC 50.00 60.00
- 12. 50000.00 40000.00 Y = 1.02 (RSC mg/L) R cuadrado = 0.99 Iones (mg/L) 30000.00 20000.00 10000.00 0.00 0 10000 20000 30000 RSC (mg/L) Figura 2. Diagrama de dispersión que relaciona RSC con Iones 40000 50000
- 13. 800.00 600.00 Y = 12.88 (CE dS/m) Cationes (mmolc/L) R cuadrado = 0.99 400.00 200.00 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 CE (dS/m) Figura 3. Diagrama de dispersión que relaciona la CE con Cationes 50.00 60.00
- 14. El error encontrado (E) en todos los casos fue menor que 5 %, por lo cual, de acuerdo con los análisis de regresión obtenidos y el error observado, se validaron los resultados.
- 15. Figura 4. Conductividad eléctrica de los pozos muestreados 60 50 CE (dS/m) 40 30 CE (dS/m) 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Muestras de Agua 12 13 14 15 16 17 18 19 20
- 16. Figura 5. pH en los pozos muestreados 12.00 pH (unidades) 10.00 8.00 6.00 pH (unidades) 4.00 2.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Muestras de agua 12 13 14 15 16 17 18 19 20
- 17. Los valores obtenidos de pH indican que las aguas son predominantemente alcalinas, mientras que la CE indica una salinidad muy alta, lo cual, de acuerdo con Rhoades et al. (1992) los valores corresponden a las aguas de origen subterráneo muy salinas. Rhoades et al. (1992) sugiere la clasificación de aguas salinas de acuerdo con la CE y STD. CE (dS/m) Clasificación STD (mg/L) 10 – 25 Altamente salinas 7 000 – 15 000 25 – 45 Subterráneas muy salinas 15 000 – 35 000 > 45 Salmueras (tipo de agua de mar) > 45 000
- 18. Pozo 1 SO4 Pozo 2 Mg Cl Pozo 3 SO4 Ca Ca SO4 Ca Mg Mg Cl Cl Na Na Na CO3 HCO3 HCO3 CO3 K K Pozo 4 SO4 HCO3 Pozo 6 Pozo 5 SO4 Ca Mg Ca Cl SO4 Mg Ca Mg Cl Cl Na CO3 K Na Na CO3 CO3 CO3 HCO3 HCO3 HCO3 K Pozo 7 SO4 Ca K K Pozo 8 Mg SO4 Ca Cl Cl Na CO3 HCO3 Mg Na HCO3 K CO3 K
- 19. Pozo 9 Pozo 10 SO4 Ca SO4 Ca Mg Cl Pozo 11 Cl Cl Na Na HCO3 CO3 Mg SO4 Ca Mg Na HCO3 CO3 CO3 HCO3 K K K Pozo 12 Pozo 13 SO4 Ca SO4 Ca Mg Mg Cl Na Cl Na CO3 HCO3 HCO3 CO3 K K Pozo 14 SO4 Ca Pozo 15 Mg SO4 Ca Cl Cl HCO3 Mg Na CO3 HCO3 K K Mg Cl HCO3 CO3 Ca SO4 Na Na CO3 Pozo 16 K
- 20. Pozo 18 Pozo 17 SO4 Ca Mg Ca SO4 Mg Cl Na Cl Na CO3 HCO3 HCO3 CO3 K Pozo 19 SO4 Ca Pozo 20 SO4 Ca Mg Mg Cl Cl Na Na HCO3 CO3 HCO3 K CO3 K K
- 21. La concentración de Ca2+, es apenas cuantificable, y en la mayoría no se detectó presencia de este catión. Los valores de Mg2+ más elevados se encuentran en la muestra número tres (46.56 mmolc L-1). La concentración de K+ es baja y el Na+ es el catión dominante en todas las muestras de agua analizadas. Los aniones de menor concentración son los sulfatos, mientras que los carbonatos y bicarbonatos están presentes en todas las muestras de agua, el anión dominante en todos los casos el Cl-.
- 22. Figura 6. Diagrama de Piper para la clasificación Hidrogeoquímica
- 23. CONCLUSIONES De acuerdo con los resultados obtenidos bajo las condiciones de la presente investigación se concluye que el agua es altamente salina. En este sentido, el estudio aporta información sobre la composición química del agua. Según el diagrama generado a partir de la composición iónica, se afirma que el agua es clorurada-sódica, estas aguas son típicas de mar y aguas subterráneas profundas, así como antiguos fondos marinos, por lo tanto, se sugiere que esta agua tiene contacto directo con mineral salino identificado como halita, y es de origen marino.
- 24. Los resultados mostrados sobre la dominancia iónica indican que la composición del agua es similar a la del agua de mar, ya que como sugiere Sukumaran (2000), los principales constituyentes del agua de mar son, en mayor concentración, el Cly el Na+. Al respecto, las evidencias paleontológicas muestran que Zapotitlán Salinas, fue parte del mar de Tethys en el cretácico, hasta su desaparición en el Mioceno hace unos 12 millones de años, estos hallazgos confirman las condiciones salinas del lugar. Aunado a esto, las condiciones semidesérticas -generadas a partir del levantamiento de grandes montañas, el enfriamiento de la atmosfera y la baja precipitación por la escasa evaporación de los océanos- nos hacen afirmar que el origen de la salinidad en las salinas de Zapotitlán, es marino.
- 25. Muchas Gracias…