The present study identifies the hydrochemical and isotopic properties of 11 springs, including one thermal spring, in Tulian watershed, located in the city of Puerto Cortés, Cortés, Honduras. The relation between the concentrations of the environmental stable isotopes deuterium (2H) and oxygen –18 (18O) in the water is similar to the relation in global meteoric water, indicating that the water has a meteoric origin. Evaluation of the geochemical characteristics of the water reveals that these springs belong to the same hydrogeological system, which comprises a fractured schist and gneiss of the Esquistos Cacaguapa formation. The water of the evaluated springs is mainly Na-Ca-HCO3. ]]>
2H (‰) and δ2H contents indicate that there is no variation in the ‰ value.
Key words: hydrochemistry, oxygen -18, deuterium, springs, thermal springs, Puerto Cortés.
Resumen
En este estudio se identifican las propiedades hidroquímicas e isotópicas del agua subterránea recolectada en 11 manantiales, 1 de ellos termal, en la parte media de la cuenca del río Tulián de la ]]>
2H) y oxígeno –18 (18O), se deduce que el origen del agua subterránea es meteórico. Las características hidrogeoquímicas indican que los manantiales pertenecen a un mismo sistema hidrológico, compuesto por esquistos y gneiss fracturados de la formación Esquistos Cacaguapa. El agua de los ]]>
18O cómo se esperaría en el manantial termal.
Palabras ]]>
hidrogeoquímica, oxígeno-18, deuterio, manantiales, manantial termal, Puerto Cortés.
Introducción
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Tectónicamente, Honduras está situada en un margen activo (Bundschuh& Alvarado, 2006) y particularmente, la zona de Puerto Cortés se localiza en la parte noroeste del bloque Chortis, al sureste de la zona de fallamiento Motagua – Polochic; además, al noreste se ubica la falla del Chamelecón. Ambos sistemas de fallamiento hacen que la parte montañosa de esta cuidad Puerto, donde este estudio se concentra, sea dominado por fallas de orientación sudoeste – noreste, que corren subparalelas a los bandeamientos de esquistosidad ]]>
Fig. 1), e identifica las propiedades hidrogeoquímicas e isotópicas del agua subterránea en el área.
Marco Geológico y Geomorfológico ]]>
La geología del área de estudio está compuesta básicamente por la formación conocida como Esquistos Cacaguapa, donde se incluye una gruesa secuencia de rocas metamórficas del Paleozoico que afloran en una amplia parte del Norte de Honduras (Servicio Nacional de Acueductos y Alcantarillados & British Geological Service, 1994). La mayoría de los límites geológicos están controlados por fallas, ]]>
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Los esquistos cubren un 66% del área de estudio y se ubican a lo largo de casi toda el área de la cuenca, seguido por un 30% correspondiente a los gneiss ubicados en la parte media y un 4% de sedimentos cuaternarios en la parte baja de la cuenca. La geología regional del área de estudio se observa en la figura 2.
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El análisis geomorfológico de la zona de estudio se realizó a partir del análisis de mapas topográficos y fotografías aéreas escala 1:40 000 obtenidos en el Instituto Geográfico Nacional. El área está compuesta básicamente por unidades de origen denudacional ubicadas hacia el centro y norte de la zona de estudio, representadas por laderas de suave a moderada pendiente, que presentan drenajes de tipo paralelo y rectangular debido al control estructural, evidenciado por la gran cantidad de lineamientos en dirección norte-sur y este-oeste que ]]>
Se propone la existencia de la Falla Agua Caliente en el área de estudio (
Fig. 3), los argumentos que sustentan esta propuesta son los siguientes: la presencia de los lineamientos, el control estructural evidenciado en los ríos que desembocan al rio Agua caliente y que forman un ángulo de 90 grados respecto a este, la presencia de facetas triangulares en la parte media de la cuenca, la presencia de manantiales y fuentes termales alineadas este–oeste, el desplazamiento sinextral del río aguas abajo del sitio conocido como Los Encuentros y el valle lineal y estrecho del rio Tulián con rumbo ]]>
Hidrogeología
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Según Losilla et al. (2001), la utilización de agua subterránea en Honduras varía dependiendo de la zona; en general el uso de ésta fluctúa entre un 30 % y un 100 %. En el caso de la ciudad de San Pedro Sula, la cual se localiza relativamente cerca del área de estudio, el 80 % del agua utilizada es subterránea, con la máxima extracción promedio de agua subterránea en el país con 115 200 m3/día. Esto se debe a que esta ciudad tiene una producción industrial alta debido a que en la ]]>
El flujo regional del agua subterránea en la zona de estudio es hacia el norte, con un gradiente hidráulico de 0,16. En la parte media de la cuenca se ]]>
De acuerdo con las características geomorfológicas mencionadas, se identificó la falla Agua Caliente, en la comunidad de río ]]>
Resultados de analisis hidrogeoquímicos e isotópicos
Metodología Aplicada ]]>
Con el objetivo de realizar una caracterización hidrogeoquímica de las aguas subterráneas del sistema acuífero en estudio, se realizó una campaña de toma de muestras de agua para hacer análisis químicos e isotópicos en junio del año 2009, en total se recolectaron y analizaron 11 muestras de agua, todas provenientes de manantiales (Figura 4). La ]]>
3-, SO4- y C1-) y cationes mayoritarios (Ca2+, Mg2+, Na+, K+). Se utilizó para todos los casos métodos que están listados en el Estándar Métodos de la 20 edición que para los parámetros analizados utiliza métodos de volumetría para el HCO3-
, el Mg2+, C1-y ]]>
2+; métodos de colorimetría para el SO4-, Na+ y K+. En el campo se midieron los siguientes parámetros: pH, conductividad eléctrica y temperatura, utilizando el equipo multifuncional facilitado por la Escuela Centroamericana de Geología de la Universidad de Costa Rica, a través del Laboratorio de Geoquímica. Posteriormente, se recolectaron las muestras de agua en recipientes de plástico de 1 galón, los cuales fueron facilitados por el ]]>
18O) y deuterio (2H). Las muestras se tomaron considerando todas las indicaciones del laboratorio La Geo de El Salvador, el cual está certificado para realizar este tipo de análisis.
La conductividad eléctrica de los 11 manantiales evaluados varía entre 86 y 300 µs/cm, a excepción de la muestra M5RA, la cual tiene un valor de 1800 µs/cm y corresponde con un manantial termal. El orden de abundancia de aniones en el agua de los manantiales muestreados es:
HCO3->C1->SO=, y los cationes más abundantes son el Na+ y Ca2+ seguido del Mg2+ y el K+. De acuerdo con el diagrama de Piper mostrado en las Figura 5, las aguas de los manantiales provienen de una fuente similar, y se clasifican principalmente como bicarbonatadas sódicas y bicarbonatadas cálcicas, por lo que se puede decir (dada la predominancia del bicarbonato) que, de acuerdo a la secuencia de Chevotareb (Freeze & Cherry, 1979), estas aguas tienen un corto tiempo de permanencia en el terreno. La presencia de sodio se puede correlacionar con dos factores importantes. En primer lugar, no se descarta que estas concentraciones sean el resultado de la influencia ]]>
+
, Ca+, y Mg2+, y que consiste en que el terreno cede iones Na+ y toma del agua iones Ca+, y Mg2+; como resultado, el agua se ablanda y tiende a convertirse en sódica.
Esta es una hipótesis para esta área de estudio, ya que esta evaluación deberá hacerse a lo largo del flujo en el área de la ]]>
Composición Isotópica
Las composiciones isotópicas de deuterio (2H) y oxígeno – 18 (18O) para la zona de estudio se aproximan a los valores isotópicos presentadas en la línea meteórica global. Los resultados para el oxígeno-18 varían de -3,7 ‰ a -4,2‰ y para el deuterio se presenta un rango más amplio de -12,9‰ a -19 ‰ y se estima un error de ± 1‰ para el deuterio y de ± 0,2‰ para el oxígeno-18. El hecho de que los valores isotópicos se localicen cerca de la línea ]]>
18O para la precipitación en esta zona de Honduras, de acuerdo a la red de estaciones globales que monitorean las precipitaciones, instaladas por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), es del orden de -6‰ (L. Toro, com. esc., 2010). De acuerdo con este valor, se puede ]]>
18O debido posiblemente a un proceso de evaporación propio del ciclo hidrológico. Como se observa, las muestras M1AC a M7J corresponden prácticamente al mismo tipo de agua, lo cual es esperado debido a la cercanía entre los puntos de muestreo. Por otro lado, se observa también en la figura 6 que la muestra M5RA no se diferencia del resto de las muestras, cómo se suponía que sucedería debido a que esta sería agua ]]>
Conclusiones
En general, la ]]>
De acuerdo con los ]]>
A excepción de una muestra, todas tienen concentraciones de iones mayores promedio. La muestra M5RA ]]>
18 y no es así. La elevada temperatura probablemente se deba a que antes de su descarga el agua pasa por un proceso de calentamiento que se presume se da en el momento que el agua asciende a través de la falla inferida a lo largo del cauce ]]>
Los análisis isotópicos demuestran que todas las muestras corresponden al mismo tren de humedad que genera la precipitación en la zona de estudio, lo que sugiere que las aguas son de origen meteórico.
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Agradecimientos
Al DAAD por el financiamiento brindado, a Ronald Ramírez y Luis Obando por el apoyo con las descripciones petrográficas de las muestras de roca. Los comentarios de Percy Denyer y Walter Montero fueron muy valiosos. A Luis Toro, del OIEA, por su valiosa colaboración en la interpretación isotópica de las muestras analizadas. A ]]>
Referencias Bibliográficas ]]>
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*Correspondencia: Tirza C. Contreras: Universidad de Costa Rica. Autora para contacto: tirza.contreras@gmail.com Ingrid Vargas: Universidad de Costa Rica. Elena Badilla: Universidad de Costa Rica. 1 Universidad de Costa Rica *Autora para contacto: tirza.contreras@gmail.com