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Calidad, reservas y Recursos del Agua Subterránea: Calidad del agua subterránea
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SECCIÓN 3: CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS
Se pueden realizar distintas clasificaciones según determinados criterios, a continuación se
indican algunas:
Atendiendo al total de sólidos disueltos
En función de la concentración de sólidos disueltos en p.p.m. se puede clasificar el agua
en:
agua dulce ............................... 0- 1.000 sólidos disueltos en p.p.m.
agua salobre ............................ 1.000- 10.000 sólidos disueltos en p.p.m.
agua salada ..............................10.000-100.000 sólidos disueltos en p.p.m.
salmuera .................................. 100.000 sólidos disueltos en p.p.m.
Atendiendo a la dureza
Dureza expresada en grados franceses:
Blanda 0 - 50
Dura 50 - 90
Muy dura > 90
Atendiendo a los iones dominantes
Según la preponderancia de los iones cuya correspondencia viene definida en el diagrama
de Piper (figs. 5.14 y 5.6), podemos realizar la siguiente clasificación:
1) aguas cálcico-bicarbonatadas
2) aguas cálcico-sódico-clorurada
3) aguas sódico-cálcico-magnésico-clorurada-sulfatada.
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Esta clasificación puede ser combinada con la anterior, teniendo en cuenta la concentración
de sólidos disueltos en p.p.m. Así, por ejemplo, si el análisis del punto 1) (fig. 5.14), tuviese
una concentración de 4.000 p.p.m. en sólidos disueltos, diríamos: que se trata de un agua
cálcico-bicarbonatada-salobre.
fig. 5.14
Clasificación del agua basada en iones dominantes.
Atendiendo al origen y al tiempo
- Agua meteórica o reciente: son aguas que en tiempos recientes formó parte del ciclo
hidrológico, por tanto, isotópicamente contendrá tritio.
- Agua marina: agua combinada procedente de intrusión marina.
- Agua congénita: agua atrapada por formaciones geológicas sin contacto con el ciclo
hidrológico, exenta en tritio.
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- Agua metamórfica: agua en contacto con rocas sometidas a un metamorfismo, pueden
presentar CO3-, C03H-.
- Aguas volcánicas y magmáticas: aguas originadas por un magma superficial o profundo.
- Aguas mineromedicinales: aguas con contenido de iones importantes procedentes, a veces,
de la circulación por terrenos propensos a ceder ciertas sales, beneficiosas para la salud.
Atendiendo al S.A.R.
Se tiene en cuenta la conductividad y el S.A.R., el SAR se define como:
( ) 2CaMgNaR.A.S+
=
expresando los iones en miliequivalencias por litro. Su interés, es puramente agrícola.
Usos del agua
La finalidad principal de un análisis de agua es conocer sus características, al objeto de
destinarla al uso más apropiado. Los principales usos del agua son: doméstico, agrícola e
industrial.
Doméstico
Parámetros microbiológicos
El agua subterránea puede encontrarte contaminada por agentes patógenos. A tal efecto es
necesario realizar periódicamente controles que dependerán del número de habitantes.
La directiva Europea 98/83/CE del Consejo, de 3 de noviembre de 1998 (D.O.C.E.
5.12.98), relativa a la calidad de las aguas destinadas al consumo humano, indica en su
Anexo I lo siguiente:
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Parámetros químicos:
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Parámetros indicadores:
Vigilancia de las aguas:
Los estados miembros tomarán muestras en los puntos de cumplimiento , para comprobar
que el agua destinada al consumo humano cumple los requisitos de la Directiva. Sin embargo,
en el caso de las redes de distribución, los Estados miembros dispondrán de la posibilidad de
tomar muestras de parámetros concretos dentro de la zona de abastecimiento o en las
instalaciones de tratamiento, si puede demostrarse que ello no afectará negativamente a los
valores que se obtengan para los parámetros de que se trate.
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Agrícola
El uso del agua subterránea para el riego depende fundamentalmente: del tipo de planta, de
la naturaleza del suelo, su drenaje y el clima.
Los efectos de las sales en los suelos causan cambios en su estructura: permeabilidad y
aireación, afectando al crecimiento de las plantas.
No se puede establecer un límite en el contenido de sales a causa de la gran variación en la
tolerancia de la salinidad entre los diversos tipos de plantas y el drenaje del suelo.
A continuación se da un cuadro indicativo de la tolerancia de las plantas frente a las sales
(tabla 1).
TABLA 5.1
Tolerancia relativa de las plantas frente a la sal
(Según Richards)
Tolerancia baja Tolerancia media Tolerancia alta peral
manzano naranjo
almendro albaricoque
melocotonero limonero aguacate rábano apio haba trébol
vid olivo
higuera grando tomate
col coliflor lechuga
maíz zanahoria cebolla alfalfa trigo
centeno avena girasol
palmera datilera remolachas espárragos espinaca
hierba de Bermuda cebada algodón
Un aspecto importante, que hemos referido anteriormente, es la influencia del drenaje
en el crecimiento. Un suelo con buen drenaje, aunque el contenido de sales sea alto en el agua
utilizada, puede dar buenas cosechas. Por el contrario, un suelo mal drenado, con agua baja en
sales, puede dar cosechas pobres. Este fenómeno se debe a que en las raíces de las plantas se
precipitan las sales cuando los terrenos tienen muy poca permeabilidad, llegando a ser tóxicas.
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Es pues, necesario alcanzar un balance salino, consiguiendo un drenaje adecuado para el
contenido de sólidos totales que contenga el agua de riego.
La salinidad de un agua puede ser estimada midiendo su conductividad eléctrica. Es por
ello que una clasificación adecuada del agua para el riego debe estar basada en la
conductividad eléctrica y en el porcentaje de sodio y el boro. En la tabla 2 se expone la
tolerancia de algunas plantas al boro.
TABLA 2
TOLERANCIA DE ALGUNAS PLANTAS AL BORO
(Según Richards)
Agua excedente
Sensibles (menos de 0,3
p.p.m.)
Semitolerantes (menos de 0,7)
Tolerantes (menos de 1,0)
Agua no conveniente: más de 1,3 p.p.m. limonero toronjo aguacate naranjo albaricoque melocotón cerezo caqui vid manzano peral alcachofa nogal
más de 2,5: haba pimentero calabaza avena maíz trigo cebada olivo rábano tomate algodón girasol
más de 3,8: zanahoria lechuga col nabo cebolla alfalfa remolacha remolacha
(azucarera) palmera (datilera) espárrago
El papel del sodio es importante, ya que reacciona con el suelo y reduce su
permeabilidad. Los suelos donde predominan el Na+ y el CO3- se denominan alcalinos.
Cuando predominan los cloruros o sulfatos se denominan salinos. Cualquier suelo con
contenido alto de sodio, soporta mal el crecimiento de las plantas. Porcentualmente el sodio
se expresa por:
( )KNaMgCa
100KNaNa%+++
⋅+=
todas las concentraciones jónicas se expresan en miliequivalentes por litro.
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El Salinity Laboratory Staff de U.S.A. recomienda la absorción de la relación (S.A.R.) a
causa de su relación directa para la absorción del sodio por el suelo. El S.A.R. se define por:
( ) 2CaMgNaR.A.S+
=
donde los iones se expresan en miliequivalentes por litro.
Clasificación según Wilcox
Para la clasificación de un agua destinada a riegos agrícolas, Wilcox utiliza dos datos: el
porcentaje en sodio y la conductividad eléctrica del agua expresada en µmhos/cm.
fig. 5.15: Diagrama de clasificación del agua para riegos,
basada en la conductividad eléctrica y el porcentaje de sodio (según Wilcox).
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Wilcox considera, según la figura 5.15, que los límites permitidos para el porcentaje de
sodio de un agua serian 40-60 y llega a establecer cuatro clases de aguas: excelente, buena,
dudosa y mala, en orden á su utilidad para el riego agrícola.
Clasificación de Thorne y Peterson
Según el Salinity Laboratory Staff, U.S.A., las aguas con más de 2.250 µ mhos/cm de
conductividad (1,44 g/1, aproximadamente) son, en general, inadecuadas para el riego. D.W.
Thorne y H. P. Peterson han ampliado el diagrama del Laboratorio de Salinidad de EE. UU.
por considerar este límite demasiado restringido, proponiéndose el nuevo limite hasta 6.000 µ
mhos/cm. (unos 3,84 g/1) según se puede apreciar en la figura 5.16.
fig. 5.16
Diagrama de clasificación de agua para riegos basada en la absorción de sodio S.A.R. y
conductividad (según Thorne y Peterson).
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De acuerdo con esta nueva clasificación, son 20 posibles tipos de aguas. El peligro de
alcalinización del suelo (S) sigue dividido en cuatro niveles: S1 (bajo), S2 (medio), S3
(elevado) y S4 (muy elevado), que a continuación detallamos :
S1. Aguas que pueden utilizarse en todos los suelos sin peligro de que se eleve
excesivamente el nivel de sodio de cambio.
S2. Aguas que pueden originar un exceso de sodio en suelos de fina textura con
alta capacidad de cambio de bases, especialmente en condiciones de escaso lavado, a
menos que exista yeso en el suelo. Deben emplearse preferentemente en suelos de
textura gruesa o suelos orgánicos con buena permeabilidad.
S3. Aguas que pueden producir peligroso nivel de sodio de cambio en la mayor
parte de los suelos y requieren especial tratamiento de éstos, buen drenaje, abundante
lavado y adición de materia orgánica. Los suelos yesíferos pueden resistir el empleo
de estas aguas.
S4. Aguas que generalmente no son útiles para el riego, excepto si su salinidad es
baja o media (C1 o C2), en cuyo caso el empleo de yeso o el calcio del propio suelo
pueden atemperar la acción desfavorable del sodio.
El peligro de salinización del suelo (C) se ha ampliado de cuatro a cinco clases, atendiendo
a la conductividad eléctrica. Estas clases son:
C1 (de O a 250 µ mhos/cm) agua con poca salinidad. Se puede usar en el riego de
la mayor parte de los suelos con pocas probabilidades de que se salinicen. Puede ser
necesario algo de lavado, pero esto ocurrirá en el riego en condiciones normales,
excepto en los casos en que la permeabilidad sea muy poca (queda con la misma
significación que la que se le concede en el Laboratorio de Salinidad de los Estados
Unidos). Esta conductividad corresponde a 0-160 mg/l.
C2 (de 250 a 750 µ mhos/cm) agua con salinidad moderada. Puede usarse en el
riego de todas las plantas, excepto en las más sensibles, siempre que la permeabilidad
de los suelos sea de elevada a media. Con los suelos de poca permeabilidad, habrá que
tener algunas precauciones con los lavados, y a veces habrá que seleccionar plantas de
mediana tolerancia. Generalmente es suficiente para el lavado el riego ordinario.
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Esta conductividad corresponde a 160-480 mg/l.
C3 (de 750 a 2.250 µ mhos/cm) agua de salinidad media a elevada. Debe usarse
únicamente en los suelos de permeabilidad moderada a buena. Serán necesarios
lavados regulares a menudo para evitar una salinización elevada. Es preciso a menudo
la realización de prácticas especiales para el control de la salinidad y deberán elegirse
plantas con tolerancia a la salinidad de moderada a buena.
Esta conductividad corresponde a 0,480-1,44 g/l.
C4 (de 2.250 a 4.000 µ mhos/cm) agua con salinidad elevada. Puede usarse
solamente en los suelos de buena permeabilidad y se deben dar lavados especiales para
quitar el exceso de sal. Sólo se cultivarán cosechas tolerantes a la salinidad. Esta
conductividad corresponde a 1,44-2,56 g/l
C5 (de 4.000 a 6.000 µ mhos/cm) agua con salinidad muy elevada. Generalmente
es inadecuada para el riego y debe usarse solamente en terreno muy permeable, con
lavados frecuentes y con plantas de tolerancia elevada.
Esta conductividad corresponde a 2,56-3,84 g/l (fig. 5.16).
Industrial
Cada caso requiere un estudio especial, en líneas generales podemos decir que es
conveniente que la dureza sea baja.
En la aplicación a calderas es interesante prevenir la corrosión e incrustación, para ello es
conveniente utilizar un pH superior a 8, para las calderas de baja presión, y 9, para las de alta
presión.
Las industrias que fabrican productos susceptibles de colores precisan aguas exentas o con
bajo contenido de hierro y manganeso.
La tabla 3 expone la calidad requerida en el agua para diversos usos industriales, realizada
por el comité «New England Water Works Association».
Calidad, reservas y Recursos del Agua Subterránea: Calidad del agua subterránea
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TABLA 3 Tolerancias de la calidad del agua subterránea para usos industriales
(Límites tolerables) (Según New England Water Works Association)
Usos industriales
Turb
idez
Col
or
Olo
r y
gust
o
Hie
rro
y Fe
1
Man
gane
so
y
Mn
Tota
l só
lidos
Dur
eza
y C
aCO
3
Alc
alin
idad
y
CaC
O3
Hid
róge
no
sulfu
roso
Cal
idad
pH
Otras cantidades
Aire acondicionado....................... Panaderías .................................... Calderas de vapor:
Presión 0-150 ψ ................... Presión 150-250 ψ ................... Presión 250-400 ψ ................... Presión > 400 ψ .......................
Cervecerías y destilerías: Cerveza blanca y ginebra......... Cerveza negra y whisky...........
Envases: Legumbres ............................... Generales ................................
Bebidas carbónicas ...................... Confiterías ................................... Refrigeración ............................... Alimentación general .................. Hielo ............................................ Lavanderías ................................. Plásticos ....................................... Papelerías y pulpa de madera ...... Papel cartón ................................. Soda y sulfitos .............................. Papeles finos y transparentes ....... Rayón viscoso y producción de pulpa ............................................. Manufacturas ................................ Manufacturas metálicas ............... Azucareras .................................... Caucho sintético ........................... Curtidos ........................................ Textiles generales ......................... Tintorerías ....................................
- 10
20 10 5 1
10 10
10 10 2 -
50 10 5 - 2 50 25 15 5
5 0,3 - - -
20 5 5
- 10
80 40 5 2 - - - -
10 - - - 5 - 2
20 15 10 5 5 - - - -
10-100 20 5-20
débil débil
- - - -
débil débil
débil débil débil débil
- débil débil
- - - - - - - - - - - - - -
0,5 0,2
- - - -
0,1 0,1
0,2 0,2 0,2 0,2 0,5 0,2 0,2 0,2
0,02 1,0 0,2 0,1 0,1
0,05 0,0 -
0,1 -
0,2 0,25 0,25
0,5 0,2
- - - -
0,1 0,1
0,2 0,2 0,2 0,2 0,5 0,2 0,2 0,2
0,02 0,5 0,1
0,05 0,05
0,03 0,0 - - -
0,2 0,25 0,25
- -
3000-500 2500-500 1500-100
50
500 1000
- -
850 100
- -
1300 -
200 -
300 200 200
100
- - - - - -
200
- -
80 40 10 2
- -
25-75 -
250 -
50 - -
50 -
180 100 100 50
8
55 50
-
50 50-135
- -
- - - - - -
75 150
50-100
- - - - - - - - - - - -
50 - - - -
135 - -
1,0 0,2
5 3 0 0
0,2 0,2
1,0 1,0 0,2 0,2 5 - - - - - - - - - - - - - - - -
- potable
- - - -
potable potable
potable potable potable potable
- potable potable
- - - - - - - - - - - - - -
- -
8,02 8,42 9,02 9,62
6,5-7,0
7,03 - - -
7,0 - - - - - - - - - -
7,8-8,3 6,8-7,0
- - - - -
No debe ser corrosiva ni formar barros. No debe ser corrosiva, ni dar lugar a la formación de escamas3 No debe ser corrosiva, ni dar lugar a la formación de escamas3 No debe ser corrosiva, ni dar lugar a la formación de escamas3
No debe ser corrosiva, ni dar lugar a la formación de escamas3 NaCl 275. NaCl 275. Materia orgánica infinitesimal; oxígeno consumido: 1,5. No debe ser corrosiva ni formar barros. SiO2 10. Sin formar costras ni corroer. No dejar fangos residuales. OH 8, Al2O3 8, SiO2 25, Cu 5 Temperatura de 75ºF para el Cl; 175º para los materiales en suspensión, y 25º para el contenido mínima de la materia orgánica Ca 20, Mg 10, SO4 20, Cl 20, HCO3 100. O2 consumido,3,00mín.contenido en materia orgánica y corrosión OH 8. Composición constante de alúmina residual > 0,5.
1Los límites aplicados a ambos, hierro sólo, y a la suma del hierro y manganeso. 2Valor mínimo. 3Otros límites establecidos para el consumo de oxígeno son la razón Na2SO4/Na2CO3, Al2O3, SiO2, HCO3, CO3 y OH.
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