1.8 Contaminacion del Agua Subterrànea

1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
Cualquier compuesto disuelto en el Agua de Acuíferos,
usualmente pone en peligro este recurso para su uso
domestico, industrial o en agricultura. Cuando esto
ocurre hablamos de un Contaminante.
¿Qué pordríamos considerar como contaminantes?
De acuerdo con el estudio de la Agencia de Protección
Ambiental de Estados Unidos los mas populares son:
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
„
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„
„
Tanques de
Almacenamiento
(subterráneos)‫‏‬
Sistemas Sépticos
Grandes Instalaciones
Industriales
Aplicación de Fertilizantes
Derramamientos
Aplicación de Pesticidas
Zonas de Desechos
Peligrosos
Desechos de Animales
„
„
„
„
„
„
„
„
Tanques de
Almacenamiento
(superficiales)‫‏‬
Instalaciones Químicas
de Agricultura
Intrusión de Agua Salada
Alcantarillas y Drenaje
Pozos de Baja Inyección
Explotaciòn Minera y
Drenaje Minero
Salidas Urbanas
Almacenamiento de Sal y
Salinidad de Carreteras
1.8 1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
„
„
Practicas de
irrigación
Entre otros
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
¿Cuál es la diferencia entre la contaminación
generada por Aplicación de Pesticidas y la
contaminación generada por la Intrusión
Salina?
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
Para fines prácticos, los contaminantes se
subdividen en:
„ Contaminantes Naturales
„ Contaminantes Antropogénicos
( participación del Hombre )‫‏‬
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Los contaminantes Naturales de mayor
consideración son:
„ Sal
„ Arsénico
„ Radón
por su impacto en la salud pública, ambiente
y economía.
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Subterránea
Agua Salada:
„
„
La intrusión de agua salada en pozos de
agua potable es de gran importancia,
especialmente en zonas costeras.
En
condiciones
normales
en
agua
subterránea proviene de la precipitación y
se mueve, a gran profundidad, hacia el
mar.
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
„Existe
una diferencia de densidades en el
agua salada y el agua dulce.
„El agua de mar, por efectos de la gravedad
entra en el fondo del acuífero.
„Debido a las precipitaciones, el nivel de agua
del acuífero sube.
„Esto lleva al agua dulce hacia el mar, y al
agua salada hacia la tierra.
„Se origina una zona donde las dos entran en
contacto y se mezclan, esta zona se llama
Zona de Dispersiòn.
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
„
Zona de
Dispersión
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Subterránea
El agua salada se mueve para reemplazar la
que esta siendo llevada hacia el mar y se da
un equilibrio dinámico.
Si no hay cambios dinámicos grandes en este
sistema, habrá una interfase de agua salada
cerca de la costa. En esta interfase, el agua
es relativamente dulce y potable.
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
„Cuando
existe la necesidad, del hombre, de
extraer agua de los acuéferos costeros, el
equilibrio dinámico mensionado, se altera.
„Las fuerzas causadas por la extracción en los
pozos causan un levantamiento en la
interfase.Y puede pasar que la sal comience a
infiltrarse en el pozo.
A este tipo de
contaminación se le llama Intrusión Salina.
„
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
Intrusión Salina
1.8 Contaminación de Agua
Subterránea
„Si
se deja de extraer agua del pozo,
entonces la interfase regresará a su estado
de equilibrio pero esto puede tomar un largo
perido de tiempo.
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Subterránea
Arsénico
La contaminación natural debida al arsénico en
el suministro de agua es un asunto de salud
pública importante. Es un elemento que
aparece de forma natural en rocas y en el
agua que esta en contacto con ellas. Desde
hace tiempo se sabia que era un elemento
tóxico pero ahora también se sabe que es
cancerígeno. La agencia de protección
ambiental de E.U., en 1974 estableció niveles
de amenazas químicas en agua.
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Subterránea
Radón
„ Todas las rocas contienen uranio, usualmente
entre una y tres partes por millón. El suelo
también contiene a este elemento.
„ El Radón es un derivado del uranio.
„ Si el uranio se encuentra en rocas y suelo,
entonces también se encuentran el radón y el
radio, debido a que estos elementos son
derivados del decaimiento radiactivo del uranio.
„ El Radón se mueve muy lentamente en el
acuífero. Cuando el agua es extraída para uso
domestico, el radón sigue estando ahí, pero se
evapora o escapa del agua a través de las
regaderas u otras actividades domesticas.
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
1.8.2 Contaminantes Antropogénicos
„ Se atribuyen directa o indirectamente a los
humanos y sus actividades.
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„
CROMO
Es un compuesto natural que aparece en nueve diferentes
estados de oxidación, pero usualmente se encuentra en cromo
trivalente Cr(III) y cromo hexavalente Cr(VI).
El Cr(III) aparece de manera natural en rocas, suelo, plantas,
animales y en emanaciones de actividad volcánica. El Cr(VI) es
cancerigeno.
El Cromo es muy usado en numerosos procesos industriales
tales como, la manufactura de tintes y pinturas, metales y
aleaciones, como inhibidor de la corrosión, ayuda en el curtido
de pieles y cuidado de madera.
Entra al ambiente tanto de manera natural como por
actividades humanas.
Los incrementos de cromo en suelo son principalmente
resultado del desecho de productos comerciales que lo
contienen.
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Subterránea
Tanques de Almacenamiento Subterráneo
„ Se reportan como una amenaza potencial
de la calidad del agua en 35 de los 37
estados estudiados. Los compuestos
encontrados se ven en la gráfica.
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
„
„
„
Algunos compuestos como el Petróleo que
están
contenidos
en
tanques
de
almacenamiento subterráneo, presentan tres
fases: aire (gas) , agua y líquidos no acuosos.
Incluso pueden cambiar de fase liquida a gas.
Algunos otros componentes como la gasolina
pueden ser volátiles.
Un diagrama de la infiltración de petróleo en
un acuífero se muestra en la siguiente figura.
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
Los Basureros son la tercera fuente de
contaminación.
„ Los basureros municipales: substancias
químicas y bioquímicas, y algunos
compuestos volátiles.
„ Los basureros industriales: plásticos,
metales, pigmentos, cenizas, basura
radioactiva de bajo nivel, polipropileno,
cerámicas y sintéticos.
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
„
Como el nivel del agua del acuífero esta
muy cerca de la superficie se filtran mas
fácilmente las substancias de los
basureros.
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
Sistemas sépticos
„ Consisten
en tanques
sistemas de distribución
llevan a los desechos
profundos, donde son
microorganismos y son
otros procesos naturales.
enterrados y
de fluidos que
a suelos poco
atacados por
degradados por
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
„
„
Cuando
no
son
construidos
adecuadamente y tienen un pobre
mantenimiento, los sistemas sépticos
pueden contaminar el agua subterránea.
Los contaminantes contenidos son
bacterias, virus, nitratos, fosfatos de
detergentes y varios limpiadores
domésticos
1.8 Contaminaciónn de Agua
Subterránea
Súper Fondo (Superfund)
En respuesta a la extendida contaminación
de agua subterránea, la legislación
conocida
como
Comprehensive
Environmental Response, Compensation
and Liability Act (CERCLA) entró en acción
en 1980. Esta legislación autorizó el
Superfund, que provee fondos federales
para la limpieza del agua subterránea.
1.9 Análisis cuantitativo de
problemas de agua subterránea
La descripción de problemas de flujo de agua
requiere:
„ La descripción matemática-física-química del
sistema de agua subterránea
„ Medidas de campo que puedan ser usadas
para
determinar
los
parámetros
que
intervienen en las ecuaciones
„ Una interpretación del comportamiento del
sistema de Agua Subterránea dada por la
observación y el análisis matemático
1.9 Análisis cuantitativo de
problemas de agua subterránea
„
„
„
„
Ecuaciones gobernantes
Se
consideraran
conceptualmente
las
matemáticas que están detrás de el análisis del
flujo de agua subterránea y transporte de masa
y el uso de estas herramientas cuantitativas en
la solución de problemas de importancia
práctica.
Las ecuaciones de balance se basan en el
concepto de la mecánica continua que se aplica
a flujo de fluidos en medios porosos,
y
describen el sistema físico.
Se pueden considerar deformaciones del medio
poroso, reacciones químicas, cambios de
temperatura, flujo en medios fracturados.
1.9 Análisis cuantitativo de
problemas de agua subterránea
„
„
Para hacer únicas a las Ecuaciones de
Balance es necesario establecer las
condiciones auxiliares (iniciales y de
frontera) llamadas relaciones constitutivas.
Estas
pueden
ser
derivadas
de
experimentos.
La combinación de las ecuaciones de
balance y las relaciones constitutivas se
llaman ecuaciones gobernantes de un
proceso físico particular.
1.9 Análisis cuantitativo de
problemas de agua subterránea
Campo de Datos
Provee información sobre condiciones de frontera,
condiciones iniciales, tensiones y parámetros del
modelo
„ Concentración de contaminante
„ Nivel de elevación del agua
„ Conductividad hidráulica
„ Propiedades del material
„ Heterogeneidad
„ La geología del acuífero
„ Presión
„ Escala de tiempo en el análisis
1.9 Análisis cuantitativo de
problemas de agua subterránea
Comportamiento del sistema de Agua
Subterránea
„ El objetivo de un modelo es imitar y
algunas veces predecir el comportamiento
de un sistema.
„ Los modelos pueden usarse para extraer
información acerca de pasados o futuros
impactos en la contaminación de agua