HIDROQUÍMICA DE LAS SALINAS DEL MUNICIPIO DE

ZAPOTITLÁN, PUEBLA

PRIMERA REUNIÓN SOBRE LA INNOVACIÓN EN AGUA, AGRICULTURA Y AMBIENTE

“El conocer y difundir el quehacer creativo de la humanidad fortalece a la sociedad”

José Pedro Pérez Díaz

josepedro.perez@colpos.mx

Colegio de Postgraduados, Hidrociencias, Campus Montecillo. 28 y 29 de noviembre de 2013

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.

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.

INTRODUCCIÓN

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.

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.

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.

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.

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:

Calcio

Magnesio Sodio

Potasio Carbonatos Bicarbonatos

Cloruros

Sulfatos

Residuo seco evaporado y calcinado potencial de hidrogeno

conductividad eléctrica

METODOLOGÍA

Las determinaciones analíticas se realizaron en los laboratorios del centro de Hidrociencias del Colegio de Postgraduados Campus Montecillo, Texcoco, Edo. De México.

Se tomaron muestras de agua, para su análisis, en veinte pozos del municipio: Zapotitlán Salinas, Puebla.

Variable Método Referencia

pH Potenciómetro SCFI (2000)

CE dS/m Puente de conductividad

Richards et al. (1954)

APHA (1998)

Calcio, Magnesio, Carbonato y Bicarbonato

Titulación

Cloro y Sulfato Espectrofotometría

Sodio y Potasio Espectrofotometría de flama

RSC y RSE Gravimetría

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 % =| 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔𝒏𝐢=𝟏 − 𝒂𝒏𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔𝒏

𝐢=𝟏 |

| 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔𝒏𝐢=𝟏 + 𝒂𝒏𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔𝒏

𝐢=𝟏 |× 𝟏𝟎𝟎 (𝟏)

La concentración de aniones y cationes, en todos los casos se expresó como mmolc L

-1 .

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 = 𝜷𝟏𝑿 (𝟐)

𝐂𝐄 = 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔𝒏𝐢=𝟏

𝟏𝟐 (𝟑)

Pizarro (1985)

𝑪𝑬 𝟏𝟎 = 𝒄𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔

𝒏

𝐢=𝟏

(𝟓)

Richards et al. (1954)

𝑪𝑬 𝟔𝟒𝟎 = 𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔

𝒏

𝐢=𝟏

(𝟒)

Rhoades et al. (1992)

𝑪𝑬 𝟖𝟎𝟎 = 𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔

𝒏

𝐢=𝟏

(𝟔)

RESULTADOS

CE (dS/m)

60.0050.0040.0030.0020.0010.000.00

RSC

(mg/

L)

50000

40000

30000

20000

10000

0

Figura 1. Diagrama de dispersión que relaciona la CE con RSC

Y = 812.37 (CE dS/m)

R cuadrado = 0.99

RSC (mg/L)

50000400003000020000100000

Ione

s (m

g/L)

50000.00

40000.00

30000.00

20000.00

10000.00

0.00

Figura 2. Diagrama de dispersión que relaciona RSC con Iones

Y = 1.02 (RSC mg/L)

R cuadrado = 0.99

CE (dS/m)

60.0050.0040.0030.0020.0010.000.00

Cat

ione

s (m

mol

c/L)

800.00

600.00

400.00

200.00

0.00

Figura 3. Diagrama de dispersión que relaciona la CE con Cationes

Y = 12.88 (CE dS/m)

R cuadrado = 0.99

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.

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

CE

(dS/

m)

Muestras de Agua

Figura 4. Conductividad eléctrica de los pozos muestreados

CE (dS/m)

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

pH

(u

nid

ade

s)

Muestras de agua

Figura 5. pH en los pozos muestreados

pH (unidades)

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

Ca

Mg

Na

K CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 1 Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 2 Ca Mg

Na

K CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 3

Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 4

Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 5 Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 6

Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 7

Ca Mg

Na

K CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 8

Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 9 Ca Mg

Na

K

CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 10 Ca Mg

Na

K

CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 11

Ca Mg

Na

K CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 12

Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 13

Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 14 Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 15 Ca Mg

Na

K

CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 16

Ca Mg

Na

K CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 17 Ca

Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 18

Ca Mg

Na

K

CO3

HCO3

Cl

SO4

Pozo 19

Ca Mg

Na

K

CO3 HCO3

Cl

SO4

Pozo 20

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-.

Figura 6. Diagrama de Piper para la clasificación Hidrogeoquímica

De acuerdo con los resultados obtenidos bajo las condiciones de la presente investigación se concluye que el agua es altamente salina.

CONCLUSIONES

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.

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 Cl- y 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.

Muchas Gracias…