Dr. IÑAKI VADILLO PÉREZ

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José Miguel Coronel Rubio
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1 EVALUACIÓN Y METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN HIDROGEOLÓGICA EN CUENCAS MINERAS PARA LA PROTECCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS Dr. IÑAKI VADILLO PÉREZ GRUPO DE HIDROGEOLOGÍA UNIVERSIDAD DE MÁLAGA ESPAÑA Vadillo@uma.es

2 EVALUACIÓN Y METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN HIDROGEOLÓGICA EN CUENCAS PARA LA PROTECCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS Dr. IÑAKI VADILLO PÉREZ GRUPO DE HIDROGEOLOGÍA UNIVERSIDAD DE MÁLAGA ESPAÑA Vadillo@uma.es

3 ÍNDICE DE CONTENIDOS INTRODUCCIÓN EVALUACIÓN Y METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN HIDROGEOLÓGICA EN CUENCAS MINERAS PARA LA PROTECCIÓN Y APROVECHAMIENTO DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

Panorámica del acuífero Motril-Salobreña.

Investigaciones geológicas como base para

4 Panorámica de la localidad de Almadén (España), donde se encuentra uno de los más importantes distritos mineros del mundo dedicado a la extracción de Hg Panorámica del acuífero Motril-Salobreña. Fotografía de. Laguna de Fuente de Piedra y áreas adyacentes. Fotografía de Luis Linares. Investigaciones geológicas como base para la exploración y explotación de yacimientos minerales Elaborada cartografía geológica

5 Sin embargo. No siempre se presta la suficiente atención al contexto hidrogeológico de la mina y de su entorno SURGEN PROBLEMAS: Desconocimiento hidrogeológico general Normal desarrollo de las labores mineras Aprovechamientos de las aguas subterráneas Contaminación de los recursos hídricos (superficiales y SUBTERRÁNEOS) Mina de Alquife (S España) Investigación rigurosa, durante varios años, representativa de distintas condiciones hidrodinámicas (aguas altas, intermedias y bajas) y con unas técnicas de investigación adecuadas. Mina Diavik (Canada)

6 APOYO INFORMACIÓN GEOLÓGICA TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN Hidrodinámicas Hidráulicas Hidroquímicas Isótopos Prospección geofísica Trazadores Análisis conjunto de la información Espacial + Temporal

7 PELIGROS SOBRE LA CALIDAD DE LOS RECURSOS HÍDRICOS Los estudios hidrogeológicos que deben llevarse a cabo con vistas a controlar SI está ocurriendo un episodio de contaminación deben considerar: 1.- El tipo de mineralización de la mina 2.- Compuestos usados para la preparación del mineral y su proceso de extracción 3.- Estado de explotación de la mina (en preparación, activa, clausura, ) 4.- Tipo de agua de mina 5.- Pluviometría de la región (tropical, seca, ) 6.- Uso de los recursos hídricos en la zona adyacente a la explotación minera (Impacto socioambiental).p

8 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - La liberación de aguas de mina son un posible impacto en las aguas subterráneas. - Este impacto es mayor si tenemos en cuenta que gran parte de la población utiliza este recurso para satisfacer las demandas de agua de abastecimiento y riego. - Puede que estas aguas subterráneas sustenten cuerpos de agua superficiales, como ríos, lagos y/o humedales, por tanto esa posible afección en los acuíferos se trasladaría hacia el recurso hídrico superficial. - Es básico controlar la hidrogeoquímica mediante una buena red de monitorización, y con una frecuencia apropiada dependiendo de la dinámica natural de cada sistema (superficial o subterráneo).

9 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS (OBJETIVOS) - Inventario de fuentes potenciales de contaminación - Caracterización hidrodinámica, hidrogeoquímica, isotópica de las masas de agua - Reconocimiento de los rangos naturales hidroquímicos e isotópicos del agua de lluvia, superficial y subterránea. - Estudio de las posibles afecciones de las fuentes de contaminación (Actividades urbanas, agrícolas y extractivas) y en su caso su posible grado de afección en las aguas superficiales y subterránea. - Estudio de la vulnerabilidad de los sistemas de abastecimiento

10 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Es necesario comenzar la monitorización antes del inicio de la explotación de la mina. - En zonas mineras, las concentraciones naturales de los elementos a explotar suelen estar por encima de las encontradas normalmente en otros lugares, por ello es necesario establecer las áreas con altas concentraciones naturales de los metales para para establecer la situación pre-explotación niveles de referencia cero de todos los parámetros. - A partir de este periodo cualquier monitorización, durante el periodo activo y la clausura, y la observación de posibles tendencia crecientes o decrecientes, se compararía con el estado natural del sistema.

11 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Recopilación de información del área de estudio - Inventario de fuentes de contaminación puntuales y difusas integradas en Sistemas de Información Geográfica - Inventario de todas las masas de aguas superficiales y subterráneas - Inventario de puntos de agua (manantiales, pozos de gran diámetro y sondeos) y de sus características constructivas (profundidad, rejillas, tramos acuíferos atravesados, profundidad de la bomba, etc.) - Establecimiento de una red de control piezométrico (nivelación de puntos, campañas de piezometría en época de recarga y estiaje, mapas de superficies piezométricas, establecimientos de líneas de flujo, determinación de la relación entre aguas superficiales y subterráneas)

12 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Instalación de estaciones pluviométricas y colectores de lluvia para establecer la recarga, las características hidroquímicas e isotópicas del agua de lluvia. - Estudio foronómico de aguas superficiales - Ensayos de bombeo en régimen transitorio y permanente para determinar parámetros hidráulicos de los acuíferos. - Definición de la red hidroquímica e isotópica en la zona de estudio

13 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS Qué parámetros hay que analizar? TODOS LOS QUE SE PUEDAN dependiendo del enclave a estudiar - Medidas en campo de parámetros físico-químicos inestables, como conductividad eléctrica, ph, temperatura, oxígeno disuelto, potencial redox, sulfuros, entre otros. - Compuestos mayoritarios (Ca 2+, Mg 2+, Na +, K +, NH4+, HCO 3-, SO 4 2-, Cl -, CN -, NO 3-, ) y todos los metales que conforman esa mineralización (Ni, Cr, Fe, Co, Au, Ag, U,...). - Análisis de pesticidas y de compuestos emergentes (Cafeina, Ibuprofeno, Carbamacepina, entre otros) - Compuestos que se utilizan en los procesos de extracción de los metales porque serían trazadores inequívocos en el caso que se hubieran liberado a los acuíferos o ríos. - ISÓTOPOS estables y radiactivos

14 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS Qué parámetros hay que analizar? TODOS LOS QUE SE PUEDAN dependiendo del enclave a estudiar - ISÓTOPOS estables y radiactivos - Estudio de isotopos estables del agua (d 18 O, d 2 H), Sulfato (d 34 S, d 18 O), Nitrato (d 15 N, d 18 O) y Carbono inorgánico del agua (d 13 C, d 18 O). - Estudio de isotopos pesados de metales (Cromo, Plomo, entre otros). - Estudio de isotopos radiactivos ( 3 H, 3 H/ 3 He, 14 C) y trazadores ambientales (Clorofñuorocarbonados-CFC).

15 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Agua (d 18 O, d 2 H) son una herramienta poderosa para controlar si ha habido pérdidas de las balsas mineras ya que en estos lugares se produce evaporación de las aguas y este proceso genera un enriquecimiento isotópico. La señal de la molécula del agua lixiviada de estas balsas se distinguiría de la del acuífero. Gammons et al. (2010) DOI: /gsecongeo

16 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Sulfato (d 34 S y d 18 O) porque podría ser utilizado para caracterizar fuentes naturales (sulfato/sulfuro) y antrópicas (señal de oxidación de S o transformación del d 18 O). Nordstrom et al. (USGS Report): Aqueous-Sulfate Stable Isotopes A Study of Mining-Affected and Undisturbed Acidic Drainage

17 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Isótopos pesados de los metales para caracterizar los posibles procesos de degradación y/o transformación el medio hídrico. Wiederhold (2015): Environmental Science and Technology

18 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Isótopos pesados de los metales para caracterizar los posibles procesos de degradación y/o transformación el medio hídrico. Skierszkan et al. (2016): Science of the Total Environment 550:

19 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - Los isótopos radiactivos ( 3 H, 3 H/ 3 He, 14 C)y otros trazadores ambientales (CFC) se aplican para establecer la edad del agua, es decir, el tiempo que ha transcurrido desde la infiltración del agua en la zona de recarga hasta su salida a superficie, ya sea de forma natural (manantiales, salidas a ríos, lagos, ) o artificial (Sondeos). - Es importante saber si el agua que se está estudiando es reciente (años) o de mayor escala temporal (décadas) porque permitiría conocer, en el caso que se haya afectado el recurso hídrico subterráneo, si esa contaminación es moderna o antigua.

20 MONITORIZACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS - CON TODO ELLO es posible estudiar la hidrogeoquímica del agua mediante la representación de diagramas hidrogeoquímicos (Piper, Stiff, ), mapas de distribución de los parámetros, especiación química de las aguas, modelos de transporte reactivo, mezclas de agua (acuífero-agua de mina), estudio isotópico del agua y de los compuestos, etc.

21 Caso del acuífero de Niebla Posadas (SO España) MARGO GEOLÓGICO Las Cruces

22 Caso del acuífero de Niebla Posadas (SO España)

23 Caso del acuífero de Niebla Posadas (SO España)

24 Caso del acuífero de Niebla Posadas (SO España)

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