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U NIVERSIDAD A UTÓNOMA DE C HIHUAHUA
F
ACULTAD DEI
NGENIERÍASECRETARÍA DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO
CARACTERIZACIÓNHIDROGEOQUÍMICAYUSODESENSORES REMOTOS:ZONAPRESALABOQUILLA,
CHIHUAHUA,MEXICO.
POR:
ING.NADDIR JHAZZEL HIDALGO GONZÁLEZ
ESTUDIO DE CASO PRESENTADO
COMO REQUISITO PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTROENINGENIERÍAENHIDROLOGÍA
CHIHUAHUA,CHIH.,MÉXICO AGOSTODE2020
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Derechos Reservados
Ing. Naddir Jhazzel Hidalgo González Campus Universitario 2. Circuito
Universitario SN. CP.
Chihuahua, Chih. México Julio 2020
“Caracterización hidrogeoquímica y uso de sensores remotos: zona presa La Boquilla, Chihuahua, México”. Estudio de Caso presentado por el Ing. Naddir Jhazzel Hidalgo González como requisito parcial para obtener el grado Maestro en Ingeniería en Hidrología, ha sido aprobado y aceptado por:
M.I. Javier González Cantú
Director de la Facultad de Ingeniería
Dr. Alejandro Villalobos Aragón Secretario de Investigación y Posgrado
M.I. Miguel Ángel González Núñez Coordinador Académico
Dr. Alejandro Villalobos Aragón Director de Estudio de Caso
Julio 2020 Fecha
Comité:
Dr. Alejandro Villalobos Aragón Dr. Juan Carlos Burillo Montufar Dra. Vanessa Verónica Espejel García M.I. Agustín Javier Tonche Ramos
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iv Dedicatoria
Para mi familia que siempre estuvieron para mi sin importar el tiempo y el esfuerzo, en especial a mi madre Alicia Ivon González López que es mi inspiración y a mi padre Gonzalo Hidalgo Escárcega que
desde alguna parte él observa.
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Agradecimientos
A mi madre Alicia Ivon González López, mi hermano Luis Gonzalo Hidalgo González y mi hermano menor Abel Hidalgo González que siempre estuvieron para mi cuando más lo necesite.
Al Dr. Alejandro Villalobos Aragón y a la Dra. Vanessa Verónica Espejel que han sido para mí, mis padrinos en cada ciclo formativo y que sin ellos no podría estar aquí hoy.
Al M.I. Agustín Javier Tonche Ramos Por todo lo que me enseñó y haber prestado su tiempo a los momentos donde necesitaba su ayuda y en especial por su amistad.
Al Dr. Juan Carlos Burillo Montufar que siempre estuvo disponible de la mejor manera y me proporcionó elementos clave para realizar este trabajo.
En particular a mi hermano menor Abel Hidalgo González por su apoyo durante el trabajo de campo y a las personas de San Fco. De Conchos que hicieron posible el acceso al área de estudio.
Al M.I. Miguel Ángel González Núñez por su amistad y apoyo en la facilitación de recursos para el desarrollo de mis conocimientos.
En especial a todo el personal docente del área de posgrado de la Facultad de Ingeniería, desde mi ingreso hasta el apoyo para una ponencia representativa de la Universidad fuera del estado en mi
último año.
A mis amigos Héctor Velo García, David Rey, Arnulfo Sáenz y Salvador Morales por todos estos años de amistad que sobrepasan el tiempo y la distancia.
A Vanessa Idali Porras Pérez por ser mi compañera a lo largo de la maestría y gran apoyo moral cuando más lo requería.
también a mis compañeros durante este ciclo, Iván Jara, Marvin Márquez, David Rodríguez, Ana Castañeda y Claudia Reaza por siempre mantener esa unidad y compañerismo.
vi Resumen
Se trabajó en dos fases en el área de interés: la primera fase consistió en identificar si en la región de San Francisco de Conchos, municipio de Chihuahua, existe una relación entre el agua superficial (en diversos reservorios) y el agua subterránea. Para realizar esta comparación se recolectaron y analizaron muestras de agua en distintos sitios. El primero fue en la Presa La Boquilla, la cual cuenta con una capacidad de 2,900 hm3 (Molina, 2020). Al norte de la cortina de la Presa, se encuentra el centro turístico Los Filtros, segundo punto de muestreo, donde aflora agua subterránea del tipo manantial. Lo anterior permite la presencia de dos tipos de agua en una zona geográficamente pequeña, lo cual causa incertidumbre sobre una posible conexión. El agua de la presa La Boquilla fue clasificada como de tipo bicarbonatada cálcica (Clasificación de Piper), mientras que el agua de los balnearios naturales de Los Filtros es del tipo sulfatadas cálcicas. También se tomaron muestras en el Lago Colina (tercer punto de muestreo), el cual se asume que es un punto de transición entre el agua subterránea (Los Filtros) y la superficial (Boquilla). Por último (cuarto punto de muestreo) en el río Conchos, en el municipio de Valle de Zaragoza (justo antes de estar en contacto con el agua de la presa La Boquilla) la cual manifiesta un comportamiento algo similar al agua subterránea. La segunda parte del trabajo consistió en realizar una cartografía geológica mediante el uso de sensores remotos, específicamente utilizando imágenes satelitales ASTER. Una muestra tomada de la litología no presente en la carta, basalto, se usó de muestra base (o endmember) para que en base a su firma espectral se encontraran firmas semejantes dentro de la zona de interés y dicha cartografía ser comparada con la carta G13-2 del Servicio Geológico Mexicano (SGM, 2000). Se detectaron tres materiales dentro de la cartografía supervisada por ENVI: los basaltos, calizas y material aluvial.
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Índice de Contenido
Agradecimientos ... v
Resumen ... vi
Índice de Contenido ... vii
Índice de Tablas ... viii
1. GENERALIDADES ... 1
1.1 Introducción ... 1
1.2 Antecedentes ... 2
1.3 Localización y vías de acceso ... 3
1.4 Fisiografía ... 5
1.4 Clima ... 7
1.5 Vegetación ... 8
1.6 Hidrografía ... 8
1.7 Geología... 10
1.7.1 Geología regional ... 10
2. METODOLOGÍA ... 12
2.1 Material y equipo: ... 13
2.2 Localización de los puntos de muestreo: ... 12
2.3 Procedimiento de toma de muestras en campo ... 13
2.4 Trabajo de laboratorio ... 16
2.5 Trabajo de gabinete ... 16
2.5.1. Diagrama de Piper ... 16
2.5.3 Diagramas de Schoeller ... 18
2.6 Análisis petrográficos de las muestras de roca recolectadas en campo ... 18
2.7 Sensores Remotos ... 19
3. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ... 22
3.1 Análisis de muestras de agua en laboratorio... 22
3.2 Interpretación de los resultados de los análisis de las muestras: ... 23
3.2.1 Diagrama de Piper ... 23
3.2.2 Diagramas de Stiff ... 25
3.2.3 Diagramas de Schoeller ... 27
3.3 Interpretación de litologías mediante análisis petrográficos y sensores remotos ... 28
3.3.1 Descripción de las muestras de roca. ... 28
3.3.2 Análisis de sensores remotos ... 32
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 41
4.1 Conclusión Análisis hidrogeoquímico ... 41
4.2 Conclusión Análisis espectrales ... 42
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 43
APÉNDICE ... 44
CURRICULUM VITAE ... 45
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Índice de Tablas
Tabla 1. Coordenadas de las muestras. ... 14
Tabla 2. Caracteristicas ASTER ... 20
Tabla 3. Resultados del análisis de las muestras de agua. ... 22
Tabla 4. Valores de oxidos mayores de las muestras de campo ... 33
Tabla 5. Radios de bandas del basalto ... 33
Índice de Figuras Figura 1. localización y vías de acceso a la zona de estudio (Google Earth, 2019). ... 4
Figura 2. Área de estudio delimitada, (Esri, DigitalGlobe, GecEye, 2019). ... 5
Figura 3. Provincias fisiográficas del estado de Chihuahua. ... 6
Figura 4. Subprovincias fisiográficas del estado de Chihuahua. (CONAGUA, 2014) ... 7
Figura 5. Vegetación típica en la zona de estudio. ... 8
Figura 6. Regiones hidrológicas en el estado de Chihuahua, presa La Boquilla y la Región hidrológica del Bravo Conchos. ... 9
Figura 7. Subcuencas en el estado de Chihuahua, destacadas las subcuencas en relación al caso de estudio. ... 9
Figura 8. Sección de la carta geológico-minera G13-2 y área de estudio de caso, (SGM, 2000). ...11
Figura 9. Material para campo. ...13
Figura 10. Muestras recolectadas diferenciadas por numeración. ...12
Figura 11: Localización de las 10 muestras tomadas ...13
Figura 12. Proceso de muestreo de agua en presa La Boquilla. ...14
Figura 13. Área de muestreo en Los Filtros. ...15
Figura 14. Diagrama de Piper. ...17
Figura 15: Diagrama de Stiff, (Domenico, 1997)...17
Figura 16: Diagrama de Schoeller, (Freeze, 1979). ...18
Figura 17: Microscopio Olympus con una lámina delgada. ...19
Figura 18: Diagrama de Piper con todas las muestras. ...23
Figura 19: Muestras de aguas termales. ...24
Figura 20: Diagrama de Stiff de todas las muestras recolectadas. ...25
Figura 21: Diagrama de Stiff de las muestras en época de estiaje. ...26
Figura 22: Diagrama de Stiff de las muestras tomadas en época de lluvia. ...26
Figura 23: Diagrama de Schoeller con todas las muestras de agua. ...27
Figura 24: Clasificación de rocas carbonatadas de Dunham (1962). ...29
Figura 25: Caliza vista al microscopio, formación Ojinaga. ...29
Figura 26. Caliza Vista en la lupa estereoscópica. ...30
Figura 27. Rastro fósil encontrado en una de las calizas. ...30
Figura 28. Basalto visto al microscopio, en Rojo las plagioclasas. ...31
Figura 29. Lámina delgada de basalto en el microscopio. ...32
Figura 30: Imagen ASTER Completa ...34
Figura 31: Imagen ASTER Procesada ...35
Figura 32: Área de estudio ...36
Figura 33: Área de estudio procesado ...37
Figura 34: Imagen con Perfil Espectral ...38
Figura 35: Perfiles Espectrales Comparados...39
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1. GENERALIDADES 1.1 Introducción
El agua es el componente más importante del planeta, con mayor prioridad en zonas áridas, pues se tiene que llevar un control en su uso y aprovechamiento. En muchas zonas del mundo, y aún más en lugares donde este recurso no abunda como lo es el norte de México, se prioriza el uso del agua subterránea para abastecimiento. Mientras que, en cuanto al agua superficial, debido a que las precipitaciones son escasas, se fomenta la construcción de presas, presones y pilas, para buscar colectar esa agua que llega a escurrir en un periodo corto de tiempo. Debido a que esta agua se retiene por un periodo de tiempo indefinido, entra en contacto con litología a su alrededor, que modifica su composición química. Cuando una presa es construida para captar una abundante cantidad de agua superficial, nunca se está del todo seguro a la hora de prevenir fugas, filtraciones o sumideros, estos últimos solo requieren una cantidad elevada de presión para trasmitir el agua de un punto a otro, sin importar la distancia o el tipo de litología presente en la zona.
La Hidrogeoquímica es una ciencia que combina la hidrogeología y la geoquímica, mismas que se enfocan en el estudio de las propiedades químicas del agua (superficial y subterránea) y su relación con la geología como iones disueltos, procesos de interacción agua-sólido, reacciones químicas que afectan la distribución y circulación de ésta (Alvarez, 2009).
La calidad del agua depende del uso y destino que se le dé (e.g. potable, riego agrícola, industrial, recreativo, etc.). Cuando el agua está en contacto con determinada litología, comienza a reaccionar químicamente con ella, y puede adquirir propiedades de esta(s). Es por lo anterior, por lo que se debe identificar a los materiales geológicos con los que el agua puede llegar a estar en contacto, pues, aunque no sea del todo directo, el material que retiene el agua y la presión de ésta puede propiciar dicho contacto por un periodo prolongado de tiempo. Debido a lo anterior, el identificar a detalle la geología presente en un área de estudio, debe ser prioritario. Los compuestos en el agua pueden ser diversos, y pueden generar una importante afectación al medio ambiente, si su concentración es alta, especialmente si se trata de metales pesados y metaloides, que pueden afectar directamente la salud humana por su persistencia y el fenómeno de biomagnificación (G Solis-Garza, 1999).
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El presente trabajo fue realizado debido a las pláticas escuchadas en la zona de estudio a lo largo de la vida del autor, pues siempre han existido comentarios sobre la posibilidad de que el agua en la zona sea de mala calidad, o de si las diversas fuentes, están interconectadas.
1.2 Antecedentes
Se han realizado varios trabajos en la zona de estudio. Existe una publicación titulada Índice de Calidad de Agua (ICA) en la presa La Boquilla en Chihuahua, México (Rubio Arias, 2013). En esta publicación se determinaron los índices de contaminación del cuerpo de agua de la presa. En el aspecto cartográfico, la Carta Geológico-Minera del Servicio Geológico Mexicano, G13-2 de Camargo, Chihuahua (SGM, 2000), en donde queda comprendida la zona de estudio.
Además, se tuvo acceso a la tesis de licenciatura (Ingeniería Geológica de la UACH) titulada Petrografía, geomorfología y geoquímica de los basaltos columnares de La Boquilla, Chihuahua, México (Velo, 2016), en la cual se denotan la presencia de basaltos columnares en la zona, los cuales carecen de registro previo, en la carta geológica del estado.
Los estudios realizados con respecto a la hidrogeología en la zona de estudio, la presa La Boquilla y el centro turístico Los Filtros se encuentran en el municipio de San Francisco de Conchos y el municipio de Valle de Zaragoza. De manera subterránea en esta zona se encuentran 3 acuíferos del estado de Chihuahua, el acuífero Meoqui-Delicias, el acuífero Jiménez-Camargo y el acuífero Valle de Zaragoza (CONAGUA, 2015), los 3 colindando en la parte principal de la presa.
El acuífero Meoqui-Delicias, identificado por la Comisión Nacional del Agua con la clave 831, presenta gran cantidad de estudios debido al distrito de riego 005, concentrados principalmente al norte del acuífero, parte que también ha sido modelado en 1996 y ha sido actualizado hasta la fecha (CONAGUA, 2015).
El acuífero Jiménez-Camargo, tiene actualmente un déficit importante en la disponibilidad de recursos hídricos, situación que pone en peligro el abastecimiento seguro a los habitantes de la zona y a las actividades económicas asentadas. La zona ha sido estudiada desde el punto de vista hidrogeológico desde 1974, demostrándose desde aquellas fechas la situación de sobreexplotación
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o minado de las aguas subterráneas. Ya que el acuífero se encuentra en la parte sur de la zona de estudio, es de más importancia su análisis desde el punto hidrogeológico (CONAGUA, 2015).
Finalmente, el acuífero del Valle de Zaragoza es donde se encuentra la mayor parte de la presa La Boquilla, se cuenta con el reporte de actualización de la disponibilidad media anual de agua en el acuífero Valle de Zaragoza 0844, del Estado de Chihuahua por parte de la Comisión Nacional del Agua publicado en el Diario Oficial de la Federación de 2015 (CONAGUA, 2015).
1.3 Localización y vías de acceso
El poblado de La Boquilla se encuentra aproximadamente a 25 kilómetros al suroeste de la Ciudad de Camargo, y a 10 kilómetros al oeste de la cabecera municipal de San Francisco de Conchos. Las coordenadas aproximadas a la zona de estudio son 460420.00 m longitud Este y 3048269.00 m latitud Norte.
La forma de acceder a la zona de estudio desde la ciudad de Chihuahua es tomando la Carretera Federal Número 45 Chihuahua-Camargo, estas dos ciudades se encuentran aproximadamente a 150 kilómetros de distancia (Figura 1). Al llegar a ciudad Camargo se deben seguir las indicaciones de tránsito que llevan a la carretera número 30 Camargo-Boquilla, Camargo está a 25 kilómetros de distancia de La Boquilla. Al llegar al pueblo de La Boquilla se toma la desviación al Lago Colina.
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Figura 1. localización y vías de acceso a la zona de estudio (Google Earth, 2019).
La presa La Boquilla cuenta con una extensión promedio de 130 km2, dependiendo de su nivel, el área de estudio que abarca parte de la presa y del municipio de San Francisco de Conchos tiene una extensión de 190 km2, geográficamente ubicada en los paralelos 27°36´00” y 27°30´30”
de latitud Norte y entre los meridianos 105°29´00” y 105°21´30” de longitud Oeste (Figura 2).
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Figura 2. Área de estudio delimitada, (Esri, DigitalGlobe, GecEye, 2019).
1.4 Fisiografía
El municipio de San Francisco de Conchos se ubica en la provincia Fisiográfica de Sierras y Cuencas del Norte (INEGI, 2018), por lo cual encontramos planicies extensas seguidas por formaciones geológicas con alturas que llegan a más de dos mil metros sobre el nivel del mar, como es el caso de la Sierra de Camargo o la Sierra del Diablo (Figura 3). Esta zona constituye la prolongación meridional de la gran provincia de "Basin and Range" del suroeste de Estados Unidos de América (Raisz, 1959).
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Figura 3. Provincias fisiográficas del estado de Chihuahua.
La Provincia Fisiográfica de Sierras y Cuencas del Norte cuenta con subdivisiones, el área de estudio se localiza en la Subprovincia del Bolsón de Mapimí (Figura 4), la cual recorre la parte central del estado hacia el sureste de este (INEGI, 1981).
El valle se encuentra rodeado de sierras de gran altitud, la diferencia de elevación se observa desde los 2,400 metros sobre el nivel del mar, en las partes más altas al sur oeste en parte de la Sierra Madre Occidental y las más bajas de 1,300 metros sobre el nivel del mar en el valle cerca de Camargo. Dentro de las principales sierras se encuentran Las Margaritas y El Mimbre al este; los Acebuches al sureste y la Sierra Madre Occidental al suroeste, y al centro el Cerro Beatriz o el Rosario (CONAGUA, 2015).
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Figura 4. Subprovincias fisiográficas del estado de Chihuahua. (CONAGUA, 2014)
1.4 Clima
El clima predominante en la zona, de acuerdo con la clasificación de Köppen, es BSohw, el cual se clasifica como muy árido, semicálido, con temperatura media anual entre 18º C y 22º C, con lluvias en verano y porcentaje de lluvia invernal del 5 al 10.2% del total anual (CONAGUA, 2015). El análisis climatológico se obtuvo de la información histórica de dos estaciones climatológicas, Camargo y Jiménez, que incluye Villa López, Valle de Allende y Coronado. La precipitación media anual es de 340 milímetros, con variaciones espaciales del orden de 300 a 450 milímetros anuales, la precipitación presenta una tendencia a incrementarse hacia el suroeste. La temperatura media anual es de 19.5 grados centígrados y para la evapotranspiración se aplicó el método de Turc, y se obtuvo una evapotranspiración real de 342.37 milímetros anuales (CONAGUA, 2015).
8 1.5 Vegetación
Es una vegetación arbustiva con altura comúnmente inferior a los 4 m. se desarrolla principalmente sobre terrenos aluviales más o menos bien drenados, la vegetación cubre una porción relativamente pequeña del suelo, por lo que siempre está expuesto al sol, la insolación suele ser muy fuerte e intensa, la humedad atmosférica baja y en consecuencia la evaporación y la transpiración alcanzan valores altos (CONAGUA, 2015).
Figura 5. Vegetación típica en la zona de estudio.
1.6 Hidrografía
El área pertenece a la Región Hidrológica No. 24, Bravo-Conchos. Y a su vez está abarcando la unión de 2 cuencas del estado, la cuenca del río Conchos y la cuenca del río Florido.
Los escurrimientos más importantes están representados por el río Conchos. El escurrimiento está integrado principalmente por escurrimientos de cuenca propia, así como de los retornos de riego. Cabe señalar que los flujos base son muy pequeños, no los suficientes para que el agua sea visible durante toda la trayectoria del rio, (CONAGUA, 2014).
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Figura 6. Regiones hidrológicas en el estado de Chihuahua, presa La Boquilla y la Región hidrológica del Bravo Conchos.
Figura 7. Subcuencas en el estado de Chihuahua, destacadas las subcuencas en relación al caso de estudio.
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Se ha demostrado que antes de la masiva extracción del agua subterránea el Río Florido contaba con flujo base alimentado por el acuífero, pero a la fecha ha desaparecido dicho caudal base. El Río Florido es el colector más importante en la zona de estudio y es afluente del Río Conchos, que a su vez es afluente del Río Bravo, formando parte de la vertiente del Golfo de México. El río Florido tiene sus orígenes dentro del Municipio de Indé en el Estado de Durango, sigue con una dirección sureste pasando por la población de Rosario hasta el pueblo de Canutillo, en donde cambia de dirección al noreste hasta la población de Jiménez, recibiendo en este tramo por su margen izquierda a los afluentes Valsequillo, Primero y Valle de Allende. Después de la estación Jiménez cambia a la dirección nornoroeste, cruza la zona agrícola pasando por las poblaciones de Torreoncitos y Ciudad Camargo, descargando finalmente sus escurrimientos al río Conchos, un kilómetro al norte de esta población. Aproximadamente 4 kilómetros antes de Camargo reciben la aportación del río Parral, los escurrimientos superficiales son de tipo intermitente, ya que únicamente escurren en temporada de lluvia. El gasto máximo es de 1,163 metros cúbicos por segundo, la velocidad media es de 2.19 metros por segundo, la profundidad máxima es de 3.55 metros, el gasto mínimo es de 0.019 metros cúbicos por segundo; el gasto mínimo ha sido de 0.02 metros cúbicos por segundo en varias ocasiones en estiaje, (CONAGUA, 2015).
El Río Parral es uno de los afluentes del río Florido, nace en los límites de los estados de Durango y Chihuahua, cerca de la población de San Francisco del Oro, localizado al suroeste de Hidalgo del Parral, el desarrollo general de esta corriente es en la dirección noreste hasta su confluencia con el Río Florido, después de un recorrido de 145 kilómetros, pasando previamente por la población Hidalgo del Parral, en donde sus aguas son regularizadas por la Presa Parral. Los escurrimientos superficiales del Río Parral son notables únicamente durante la temporada de lluvias, (CONAGUA, 2015).
1.7 Geología
1.7.1 Geología regional
La geología del área de La Boquilla está representada mayormente por rocas de origen ígneo y sedimentario, el Servicio Geológico Mexicano (SGM) propone edades que van desde el Cretácico inferior hasta los sedimentos del Cuaternario, siendo los basaltos que se encuentran bajo estudio, del Mioceno tardío (SGM, 2000).
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Hablando de geología regional, la carta G13-2 del SGM ubica estos basaltos entre la provincia de la Sierra Madre Occidental y la provincia de Sierras y Cuencas del Norte. Al final del Mioceno y principios del Plioceno, como último evento volcánico afloran brechas y derrames basálticos en varias emisiones (SGM, 2000).
Figura 8. Sección de la carta geológico-minera G13-2 y área de estudio de caso, (SGM, 2000).
Las rocas que afloran en la superficie del acuífero Jiménez-Camargo, clave 0832, son principalmente rocas sedimentarias e ígneas, siendo las sedimentarias las que ocupan mayor extensión; las rocas cretácicas marinas son las que permiten determinar la base de la secuencia estratigráfica. Entre las rocas sedimentarias más antiguas del Cretácico destacan la formación Aurora, compuesta por una serie de calizas, que subyace a la formación Indidura, la cual consta de alternancias de lutitas, calizas arenosas y calizas laminares, (SGM, 2000)
Los materiales de depósito están formados por rocas sedimentarias continentales del Terciario que están representadas por rocas clásticas que provienen de la desintegración de las rocas preexistentes, depositadas en las partes bajas, que consisten de fragmentos gruesos y
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pequeños cementados en una matriz arenosa con diferencias de dureza o compactación; los sedimentos del Cuaternario están representados por materiales recientes de depósitos de talud y relleno aluvial, producto de la desintegración de rocas antiguas que forman las sierras existentes, constan de cantos, gravas, limos y arcillas y se encuentran rellenando los valles adyacentes. Los pocos afloramientos de rocas ígneas están compuestos por roca ígnea de tipo basáltica, la cual se expone de manera puntual en algunos sectores de la región, (SGM, 2000).
1.8 Hidrogeoquímica
El agua subterránea del acuífero Jiménez-Camargo, clave 0832, es predominantemente del tipo sulfatada cálcica. En general, el agua de este acuífero se caracteriza por su alto contenido de sales, derivado principalmente de la circulación en el subsuelo a través de rocas sedimentarias de alta solubilidad (CONAGUA, 2015).
La concentración de sólidos totales disueltos en el agua subterránea del acuífero Jiménez- Camargo, clave 0832, varía de entre 500 y 4,000 miligramos por litro. En la porción suroriental del acuífero, aguas arriba del río Florido, en el área de influencia de la Ciudad de Jiménez, la concentración de sólidos totales disueltos en el agua subterránea varía de entre 500 y 1,000 miligramos por litro. En la porción nororiental del acuífero, a lo largo de la trayectoria del Río Florido, las concentraciones varían de entre 500 y 3,000 miligramos por litro, y en la porción centro occidental del acuífero la salinidad varía de entre 1,000 y 3,000 miligramos por litro de sólidos totales disueltos. Las concentraciones del ion sulfato en el agua subterránea del acuífero varían entre 100 y 2,500 miligramos por litro. Las menores concentraciones se presentan en la porción sur del acuífero, y las mayores concentraciones al norte del acuífero, en las inmediaciones de la población de Jiménez y en las estibaciones occidentales de la Sierra de Las Pampas. En general, las concentraciones de sulfatos que predominan en el acuífero se encuentran entre 500 y 1,500 miligramos por litro, originada principalmente de la disolución de yeso y anhidrita (CONAGUA, 2015).
Respecto a la calidad del agua subterránea para consumo humano, algunos de los parámetros rebasan los límites máximos permisibles establecidos en la NOM-127-SSA1-1994, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 22 de noviembre de 2000, especialmente en sólidos totales disueltos y sulfato, por lo que no es apta para consumo humano, sin potabilización previa.
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2. METODOLOGÍA 2.1 Material y equipo:
Para esta etapa se necesita equipo ya sea para acceder a las distintas áreas, así como para poder recolectar las muestras, se clasificarán en 2 tipos de materiales, los primeras son los necesarios y elementales para recolectar y el otro grupo es material secundario que se usó, pero puede tener variación si no se cuenta con él.
1.-Botellas de plástico de 1litro 2.-GPS
3.-Hielera 4.-Mapa Base 5.-Bolsa Sella pack 6.-Pica
7.-Mochila 8.-Brujula 9.-Lupa
El segundo grupo, es necesario, pero se puede reemplazar con alguna otra cosa semejante:
1.-Hielo/Refrigerante 2.-Canoa/Bote
3.-Guantes de Látex/Hule 4.-Transporte amplio 5.-Camara/Celular
Figura 9. Material para campo.
12 2.2 Localización de los puntos de muestreo:
Nueve de las diez muestras están localizadas en el área de estudio definida con anterioridad, presentes en la figura 10, divididos por 2 colores, en naranja las muestras tomadas en el mes de abril en época de estiaje y en azul las muestras tomadas en el mes de noviembre al finalizar la época de lluvias.
Figura 10. Muestras recolectadas diferenciadas por numeración.
La muestra número 10 se localiza fuera del área de estudio definida (pero se aprecia en la Fig. 11), esto porque es del río Conchos antes de incorporarse a la presa La Boquilla, para tener un punto de partida o de origen con respecto a las otras muestras para poder hacer una comparación más estable.
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En la figura 11 se puede apreciar el total de las muestras, así como toda la extensión de la presa La Boquilla, desde el municipio Valle de Zaragoza hasta el municipio San Francisco de Conchos.
Figura 11: Localización de las 10 muestras tomadas
2.3 Procedimiento de toma de muestras en campo
El primer paso es llegar al punto de muestreo mediante el transporte necesario hacia el lugar, posteriormente con ayuda del GPS se localiza el punto exacto donde se debe tomar la muestra. Una vez ahí, con el uso de guantes se abre la botella de agua y se vierte el contenido, no debe abrirse antes para no contaminar el recipiente.
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Tabla 1. Coordenadas de las muestras.
Después se sumerge el recipiente en el agua, en una profundidad aproximada de 20 cm, a muestrear sin tocar la boquilla hasta que se llene por completo la botella, una vez más se vacía la botella y se procede a volver a rellenar al tope, este paso se realiza en 3 ocasiones, en la 4ta al tener el recipiente lleno se cierra con su tapa y se conserva (Figura 12).
Figura 12. Proceso de muestreo de agua en presa La Boquilla.
X Y Lat Long
Presa 19.174 453944.360 3046493.075 27° 32' 29.164" N 105° 27' 59.225" W Estiaje Presa 19.175 455106.369 3043383.548 27° 30' 48.246" N 105° 27' 16.442" W Estiaje Presa 19.176 460486.762 3044882.679 27° 31' 37.570" N 105° 24' 0.499" W Estiaje Lago 19.179 460648.251 3051301.007 27° 35' 6.180" N 105° 23' 55.365" W Estiaje Filtros 19.177 457462.355 3048255.554 27° 33' 26.857" N 105° 25' 51.182" W Estiaje Filtros 19.178 457114.604 3048455.166 27° 33' 33.305" N 105° 26' 3.889" W Estiaje Filtros 19.528 457400.605 3048874.815 27° 33' 46.976" N 105° 25' 53.513" W Lluvia Lago 19.526 460658.595 3050842.135 27° 34' 51.268" N 105° 23' 54.934" W Lluvia Filtros 19.527 457672.477 3049303.317 27° 34' 0.932" N 105° 25' 43.652" W Lluvia Conchos 19.525 418601.122 3037493.193 27° 27' 30.709" N 105° 49' 25.604" W Lluvia
Coordenadas
Temporada Nombre
ID
15
La botella ya con la muestra de agua totalmente llena se coloca en las bolsas sella pack y se coloca en la hielera, la cual ya debe contar con algún tipo de refrigerante para conservar la temperatura, no se recomienda hielo ya que este se derrite y puede contribuir o aportar material ajeno a las muestras y alterar las muestras con sus resultados.
Para las muestras de roca, es necesario llegar al punto con ayuda del GPS, pero aquí sí se puede tener una poco de flexibilidad con el espacio, ya que no siempre se encuentra un afloramiento óptimo donde es la coordenada, así que se puede tener un rango de 2 a 3 m de tolerancia considerables para la localización del sitio adecuado, una vez hecho esto con la ayuda de la pica se escarba un poco para obtener una muestra “fresca”, que en el medio geológico se le conoce a las muestras que no están alteradas por estar en contacto con el medio ambiente. La muestra debe ser del tamaño aproximado al puño de la persona que muestrea, unos 10 cm, esto para tener elementos suficientes para hacer petrografía y cubos para descripción macroscópica, así como para tener un respaldo por si se necesitan más estudios (Figura 13).
Figura 13. Área de muestreo en Los Filtros.
16 2.4 Trabajo de laboratorio
Las 10 muestras de agua recolectadas a lo largo del año se analizaron químicamente en el Laboratorio de Ingeniería Sanitaria de la Facultad de Ingeniería de la UACH. Los parámetros analizados fueron doce: Potencial de Hidrógeno, Alcalinidad total, Conductividad Eléctrica, Bicarbonatos, Arsénico, Flúor, Calcio, Magnesio, Sodio, Potasio, Cloruros, Sulfatos.
2.5 Trabajo de gabinete
Para analizar los resultados del análisis de laboratorio se utilizó el programa de cómputo The Geochemist Workbench, mediante el uso de una licencia académica. En este programa se pudieron elaborar tres diferentes diagramas de interpretación (Piper, Stiff y Schoeller), los cuales son brevemente descritos a continuación.
2.5.1. Diagrama de Piper
El diagrama de Piper permite el análisis de muestras de agua y su clasificación en familias de agua. Consta de tres partes que son, dos triángulos menores los cuales contienen de manera porcentual los aniones y cationes de la muestra, cationes a la izquierda y aniones a la derecha, sobre ellos y al centro un rombo donde se representa la unión de ambos triángulos, en los cuales el cambio notable es que se unifican los valores extremos de los triángulos (magnesio, calcio y cloruros, sulfatos), los internos se mantienen iguales (sodio, potasio y carbonatos) puesto que ya se encontraban unificados desde los triángulos menores, Este rombo central se divide en 4 sub- rombos o familias de aguas, acorde a su contenido porcentual de aniones y cationes (Domenico, 1997).
17
Figura 14. Diagrama de Piper.
2.5.2 Diagramas de Stiff
El diagrama de Stiff muestra la abundancia de los iones de cada muestra de manera individual en meq/L, siendo el más común junto con el diagrama de Collins. Los resultados pueden presentarse con o sin las etiquetas de los iones (Domenico, 1997).
Figura 15: Diagrama de Stiff, (Domenico, 1997).
18 2.5.3 Diagramas de Schoeller
El diagrama de Schoeller nos permite la representación de los aniones y cationes de muchas muestras con una sola gráfica donde los mayores grupos o tendencias de los datos pueden ser identificados de manera visual, (Freeze, 1979).
Figura 16: Diagrama de Schoeller, (Freeze, 1979).
2.6 Análisis petrográficos de las muestras de roca recolectadas en campo
Para este análisis, la muestra se debe preparar antes en el laboratorio de Geología de la Facultad de Ingeniería de la UACH. Con los siguientes pasos estándar:
1.- Primero se tuvieron que cortar las muestras para un mejor manejo, las cuales se cortan con una forma de lámina delgada de aproximadamente 1cm de espesor.
2.- De ahí se adhieren a un cristal previamente pulido del lado a pegar.
3.- Una vez seco el pegamento se procede a devastar la muestra que ahora llamaremos lámina delgada, este procedimiento se hace con un esmeril en un principio, ya que la roca aún esta gruesa.
4.- Pasando de 1cm a aproximadamente 1mm en el espesor; se cambia a un vidrio utilizando distintos abrasivos, estos se encuentran enumerados según su calibre, mientras más grande su
numeración el nivel de abrasivo es más fino.
5.- Una vez que se llega a un grosor de 50 micras, en el caso de las muestras que se busca rastro
fósil, y 30 micras para láminas petrográfica.
6.- Se procede a revisarla con el microscopio.
19
En este trabajo se utilizó un microscopio de marca Olympus. Mientras que la lupa de campo fue una pequeña de 10X y todas las imágenes tomadas en este trabajo fueron tomadas con una cámara de 12 Mp.
Figura 17: Microscopio Olympus con una lámina delgada.
2.7 Sensores Remotos
En esta sección se utilizaron imágenes de satélite ASTER, Las cuales nos permiten un análisis enfocado en minerales específicos por lo que las imágenes Landsat son de utilidad menor en esta ocasión. Las imágenes ASTER son utilizadas para la interpretación geológica y ambiental, pero también tiene muchos otros usos, vegetacion, agricultura y penetracion de radiacion entre otros.
Las imágenes ASTER son tomadas por el satélite TERRA de la NASA, en órbita desde 1999, por lo tanto, todas las imágenes que se requieran para trabajar deberán de ser de esa fecha al
20
presente, el rango espectral de estas imágenes esta divido en 3 subsistemas; VNIR (visible-near infrared) con las bandas 1,2,3N y 3B: SWIR (short-wave infrared region) con bandas 4,5,6,7,8,9: y TIR (thermal infrared) con bandas 10,11,12,13,14. Estas 15 bandas nos permiten detectar desde lo visible hasta lo infrarrojo termal (Gonzalez, 2013).
Tabla 2. características ASTER, (Gonzalez, 2013)
Con los estudios petrográficos, análisis químicos y parámetros ya establecidos con anterioridad, se obtendrán los valores espectrales de la muestra, así por medio del programa ENVI, se analizaron las imágenes ASTER de la zona de estudio en busca de esas firmas, que son las características particulares que deja una litología y que el satélite distingue e identifica, en particular para detectar posible litología presente.
ENVI está diseñado para proporcionar análisis multiespectral de los datos obtenidos de teledetección, también permite trabajar con imágenes estero, bandas individuales o ambas, posee además las herramientas necesarias para el tratamiento de las fotos aéreas e imágenes de radar las que son muy útiles cuando encontramos cubrimientos de nubes (Luya, 2005).
22
3. DISCUSIÓN DE RESULTADOS 3.1 Análisis de muestras de agua en laboratorio
Las 10 muestras de agua recolectadas a lo largo del año (2019) se analizaron químicamente en el Laboratorio de Ingeniería Sanitaria (Facultad de Ingeniería, UACH). Las muestras de agua superficial son: 19-174; 19-175; 19-176, las muestras de manantial son: 19-177; 19-178; 19-527;
19-528, las muestras del lago Colina son: 19-179; 19-526 y la muestra del Rio Conchos es la 19- 525 (ver Tabla 3).
Tabla 3. Resultados del análisis de las muestras de agua.
Para investigar si existía una variación estacional en las concentraciones de los elementos a analizar, seis de las muestras fueron tomadas en época de estiaje en el mes de abril (color anaranjado en la Tabla 3), antes de la temporada de lluvia y antes de la temporada de turismo, lo cual es un punto importante mencionar, ya que esta área es un lugar popular para ser visitado por la gente de manera recreativa durante el verano y otoño, y estos pueden añadir un agente ajeno a la región que modifique estos valores. Las otras 4 muestras fueron recolectadas a final de la temporada de lluvia y de turismo, durante el mes de noviembre (color azul en la Tabla 3).
En la última columna y en color verde (Tabla 3), se presentan los parámetros comparables de la Modificación a la Norma SSA127, los cuales son 6 en coincidencia en esta ocasión.
Comparando los resultados con estos parámetros, todos los elementos de las muestras se encuentras con valores dentro de lo permitido por la norma, con excepción del flúor en una de las muestras, pero con una excedencia de 0.01 mg/l, por lo que se puede decir que el valor es aceptable y así considerar que todas las muestras se encuentran dentro de lo permitido por la Norma SSA127.
Parametros Unidad 19-174 19-175 19-176 19-177 19-178 19-179 19-525 19-526 19-527 19-528
pH pH 8.19 8.16 8.14 8.06 8.01 8.02 7.83 7.54 7.66 7.28 6.5-8.5
Alcalinidad Total 126 120.4 123.2 137.7 170.8 123.2 104.53 119.89 145.6 148.4 - Conductividad ElectricauS/cm 142.2 139.8 141.6 826 412 166.7 180.4 307 546 319 - HCO3- mg/l 153.7 143.7 150.3 167.4 208.4 150.3 127.56 146.26 177.63 181.05 - AsO4--- mg/l (as As) 0.01 0.011 0.012 0.021 0.038 0.013 n/a n/a n/a n/a 0.05
F- mg/l 0.43 0.55 0.57 1.51 1.04 1.04 0.97 0.06 0.13 0.09 1.5
Ca++ mg/l 36.41 41.15 41 128.1 81.62 43.71 28.94 54.49 88.98 95.44 -
Mg++ mg/l 2.32 2.39 2.37 10.6 10.5 2.87 2.91 5.23 9.68 9.75 -
Na+ mg/l 10.06 9.51 9.64 24.59 22.68 11.01 20.96 19.32 26.3 26.18 200
K+ mg/l 11.93 11.76 10.97 12.99 10.31 9.48 11.54 11.44 13.98 13.16 -
Cl- mg/l 0.49 0.49 0.98 6.36 5.38 0.98 1.9 2.85 4.75 3.8 250
SO4-- mg/l 2.68 2.68 2.11 124.4 11.01 4.56 5.64 94.35 257.58 222.46 400
Temporada Seca Temporada de Lluvia
Zona Presa Boquilla/SFC Mod.
Nom-127
23
En el caso del arsénico en la segunda etapa de muestreo, muestra valores ausentes, esto por cuestiones del laboratorio, por lo que se optó por no realizarse.
3.2 Interpretación de los resultados de los análisis de las muestras:
Para analizar los resultados del análisis de laboratorio se utilizó el programa de cómputo The Geochemist Workbench, mediante el uso de una licencia académica. En este programa se pudieron elaborar tres diferentes diagramas de interpretación (Piper, Stiff y Schoeller), los cuales son brevemente descritos a continuación.
3.2.1 Diagrama de Piper
De manera general el diagrama de Piper (Figura 18) nos arroja el siguiente resultado con todas las muestras:
Figura 18: Diagrama de Piper con todas las muestras.
En la figura 18, se pueden identificar 2 familias de agua diferentes, agrupados en un par de círculos azul y rojo, las cuales corresponden al agua superficial y al agua subterránea,
24
respectivamente. También podemos identificar un agua de transición, la cual corresponde al agua del Lago Colina, con la numeración 19-178 y 19-526. Esto indica que las aguas presentan una similitud considerable pero la suficiente diferenciación para no tomarlas como un solo tipo, las muestras del lago aparecen en una zona de unión de estas aguas, pero mayor mente hacia el agua superficial lo que es indicativo que la proporción de aporte es mayor por el agua de la presa, esto influye a que los valores del agua subterránea se normalicen hacia los valores del agua superficial.
Figura 19: Muestras de aguas termales.
Por igual el agua del río Conchos se puede diferenciar de las 2 poblaciones, ya que se encuentra aislada de ambas pues aún no entra en el proceso de diferenciación, con la numeración 19-525. Las muestras del lago Colina presentan una diferenciación peculiar, en época de sequía la muestra 19-178 presento más afinidad al tipo de agua superficial de la presa (Figura 18), mientras
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que en la época de lluvia con numeración 19-526 presento afinidad al tipo de agua subterránea (Figura 19).
3.2.2 Diagramas de Stiff
Para una identificación más simple y visual se presentan las muestras en los siguientes diagramas de Stiff:
Figura 20: Diagrama de Stiff de todas las muestras recolectadas.
En la figura 20 se observan todas las muestras representadas según los diagramas de Stiff.
Mediante su uso, se puede identificar de mejor manera la similitud entre las muestras de una población y las de la segunda, así como las muestras de transición que corresponden a las aguas del Lago Colina, donde el agua termal de Los Filtros y el agua superficial de la presa La Boquilla se unen al final del recorrido. También se puede diferenciar de una mejor manera como las aguas termales cambian de ser Cloruradas a Sulfatadas en la diferente estación del año.
Por igual la muestra de origen con numeración 19-525, perteneciente al río Conchos, es apreciable que el porcentaje de Calcio y Sulfatos es mínimo, lo que indica que los valores altos en las muestras posteriormente deben acreditarse a algún factor del medio por donde el agua sigue su recorrido natural.
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Figura 21: Diagrama de Stiff de las muestras en época de estiaje.
Figura 22: Diagrama de Stiff de las muestras tomadas en época de lluvia.
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Comparando y analizando ambas figuras (21 y 22), se distinguen de manera particular las diferencias observables de acuerdo con las 2 estaciones en las que se tomaron las muestras. Se nota claramente como en temporada de estiaje los diagramas de Stiff se ven más esbeltos, mientras que en temporada de lluvia se alcanza a observar un incremento sobresaliente en Calcio y Sulfatos, con un comportamiento conservativo en los demás elementos. Posiblemente este enriquecimiento en Ca y SO4 se deba a la presencia de evaporitas en la zona. Dichas evaporitas pudieran ser ligadas a la presencia de alguna formación rica en yeso, no cartografiada en la zona, o bien a la disolución de precipitados recientes debidos a depósitos de playa lake en las cuencas sedimentarias con las que tiene contacto el agua.
3.2.3 Diagramas de Schoeller
Otra forma de visualizar todas las muestras en una sola gráfica más simplificada y fácil de apreciar es el uso de los diagramas de Schoeller, donde se considera como en diferentes iones principales existe una separación o agrupación desde un inicio, con el mismo programa The Geochemist Workbench.
Figura 23: Diagrama de Schoeller con todas las muestras de agua.
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En este diagrama es evidente la separación de las muestras en el área de los sulfatos desde 10 miliequivalentes hasta 0.02 miliequivalentes, en el área clorurada por igual. Es notable también la poca separación que presentan las muestras en el área bicarbonatada con un rango de 2 a 5 miliequivalentes.
3.3 Interpretación de litologías mediante análisis petrográficos y sensores remotos 3.3.1 Descripción de las muestras de roca.
En este muestreo se recolectaron 2 tipos de roca, con el objetivo de identificar y corroborar la existencia de estas en la carta del Servicio Geológico Mexicano G13-2 (SGM, 2000). Una de ellas ya documentada y la otra no.
La primera muestra fue tomada en la zona alta de la serranía, donde se registra que aflora caliza perteneciente a la formación Ojinaga. Al acudir a campo a verificar la información, en efecto se encontró dicho tipo de roca con presencia de rastro fósil, representativo de la misma formación, (ver Figura 25), (SGM, Mayo 2009).
El análisis petrográfico arrojó los resultados de la muestra, manteniéndola en una caliza con cementante de micrita, presencia de gran cantidad de cuarzo en las tonalidades blanquecinas resaltantes.
Según la clasificación de Dunham de 1962, se encuentra la muestra dentro del tipo wakestone con un 10%> de granos. En la vista macroscópica se encuentra de manera resaltante los cristales de calcita dentro de la matriz con una tonalidad más obscura, texturizada áspera por el intemperismo extremo de la zona.
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Figura 24: Clasificación de rocas carbonatadas de Dunham (1962).
Figura 25: Caliza vista al microscopio, formación Ojinaga.
0.5 mm
30
Figura 26. Caliza Vista en la lupa estereoscópica.
Figura 27. Rastro fósil encontrado en una de las calizas.
El Segundo muestreo se llevó a cabo con la finalidad principal de esta fase del Proyecto que es identificar más de esta litología en la zona, el análisis de la muestral arroja que la roca tiene
31
gran similitud con la composición de los basaltos, en la figura 28 se muestral su vista al microscopio.
Aquí se encuentran cristales fácilmente reconocibles, entre los más notorios son las plagioclasas con su macla representativa (flecha roja). También y de menor tamaño con muy poca presencia se encuentran pequeños vestigios de olivinos. Ya que tienen un tamaño aproximado similar los cristales entra en la clasificación de textura equigranular.
Al microscopio se observa una textura afanítica, los cristales que constituyen la roca son demasiado pequeños para que los minerales individuales se distingan a simple vista, asimismo también presenta textura pilotaxítica, donde los cristales no siguen ninguna orientación.
Igualmente, antes de ser procesada la muestra para el estereoscopio, presentaba una textura fuertemente intemperizada esto gracias al clima extremista, con máximas temperaturas superiores a los 40°C y mínimas cercanas al 0°C, en la zona de estudio.
Figura 28. Basalto visto al microscopio, en Rojo las plagioclasas.
0.5 mm
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Figura 29. Lámina delgada de basalto en el microscopio.
3.3.2 Análisis de sensores remotos
Para el análisis se utilizaron imágenes ASTER, las cuales fueron obtenidas de la página del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés), específicamente de su base de datos. Las imágenes fueron tomadas el día 7 de enero de 2007 a las 17:45:56 de la tarde, esto es importante para el programa, ya que debe manejar el día y el tiempo cuando fue tomada la imagen. El programa utilizado fue la versión 5.3 de ENVI.
3.3.2.1 Firma espectral del Basalto
Para conocer la firma espectral se necesita conocer la composición de la roca, lo cual se obtuvo en capítulos anteriores, de esta forma se tomó la siguiente composición: SiO2, Fe2, en su mayoría, siendo estos 2 elementos principales el componente primario del basalto. En la tesis de licenciatura sobre los basaltos en el área (Velo, 2016) se destaca también la presencia de Al2O3, en la Tabla 4, Para este proceso no se tomará ese óxido solo los 2 primeramente mencionados.
33
Tabla 4. Valores de óxidos mayores de las muestras de campo, (Velo, 2016):
Analito (Wt. %) LB-15-01 LB-15-02
SiO2 46.91 46.3
Al2O3 16.06 16.68
Fe2O3(T) 11.4 11.28
MnO 0.161 0.156
MgO 7 7.05
CaO 7.88 8.25
Na2O 3.67 3.66
K2O 2.04 1.18
TiO2 2.54 2.438
P2O5 0.78 0.73
LOI 1.8 2.34
Total 100.2 100.1
La firma espectral de los elementos seleccionados se encuentra dentro de los subsistemas mencionados en la Tabla 5, los cuales son:
Tabla 5. Radios de bandas del basalto
Elemento Rango de Banda
Cuarzo 14/12
SiO2 12/13
Hierro 2/1
Rx Ígneas 13/12
Ya que se cuenta con el Wt% de SiO2, entra en el parámetro propio de un basalto común, esto facilita el uso de una ecuación para la detección dentro de una zona con alto nivel de SiO2, (Chiaki Kobayashi1, 2010), esta ecuación para rocas volcánicas con un Wt% de basalto:
138.42x(banda13/banda12) +34.61x (banda2/banda1) - 129.02 (ec 1) Con estas firmas espectrales particulares de los basaltos se puede trabajar las bandas VNIR y TIR de ASTER, ya que aquí es donde se encuentran las bandas más bajas y altas, dejando a un lado las SWIR.
34 3.3.2.2 Imágenes procesadas
La imagen ASTER analizada tiene un alto rango de alcance, por lo que el área de estudio representa una pequeña porción de la imagen, la imagen completa se puede apreciar en la Figura 30:
Figura 30: Imagen ASTER Completa
La imagen es una representación del área en el espectro del infrarrojo, con la combinación de las bandas 3, 2 y 1, en esta misma se encuentra marcada el área que corresponde a la zona de estudio (mediante un recuadro de líneas punteadas).
35
En la siguiente figura se encuentra la misma imagen, pero con el procesamiento para detectar la litología aflorante en el área de estudio. El software arrojó sólo 3 tonalidades basadas en las firmas espectrales buscadas específicamente. Las tonalidades amarillas representan litologías distintas, con una firma espectral similar. Las tonalidades azules y rosas representan otras firmas espectrales, pero con una concentración de sílice menor entre sí. El software interpreta los datos encontrados hacia la firma espectral más similar a las presentes en las firmas espectrales presentes en la biblioteca de ENVI.
Figura 31: Imagen ASTER Procesada
36
En la imagen se representan 3 tonalidades de diferente color: azul, amarillo y rosa. En este orden es como se incrementa la concentración que corresponde al espectro de la litología buscada.
Se puede identificar al centro de la imagen una concentración importante de las tonalidades buscadas, esto podría servir de apoyo para un trabajo posterior. El programa agrupa de manera general las litologías diferentes a la buscada por eso mencionar las litologías agrupadas en un solo color seria extenso, poco relevante y no lógico ya que puede ser desde aluvión hasta simple agua.
El área de estudio está representada de la siguiente manera por el espectro infrarrojo:
Figura 32: Área de estudio
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En el área se encuentra marcada la litología que se busca y en la siguiente figura el procesado:
Figura 33: Área de estudio procesado
38
En la imagen procesada, en la zona marcada donde está la litología, se encuentra la firma espectral que se busca, en tono rosa justo al centro de la marca (Triángulo rojo).
Figura 34: Imagen con Perfil Espectral
En la imagen se puede apreciar que aparecen otras marcas similares a las firmas espectrales de la litología, estas en pequeños puntos similares al estudiado, lo que indica que, en el caso de la presencia de esta litología similar, puede llegar a tener extensión territorial similar a la del basalto, en diferenciación a la marca que se hizo mención en la imagen completa donde la marca rosa al centro era mucha más grande.
39
Figura 35: Perfiles Espectrales Comparados
Se aprecian dos firmas espectrales muy similares, en distintos puntos de la zona, siendo la del lado derecho la firma de la litología buscada, correspondiente al basalto, en este caso de estudio se limita a esa comparación en esa combinación de bandas. Como se muestra en la Figura 8, correspondiente a la geología mostrada por el SGM, estos 2 puntos se muestran como aluvión en la coordenada del basalto y caliza en la coordenada descubierta, 27°34´15.49” N 105°27´36.30”
W. Así como una marca similar presente también sobre la caliza, con coordenadas 27°32´51.32”
N 105°25´54.46” W. Al percibirse más de una marca en la zona, también se puede asumir que es litología similar. Sin embargo, se tomaría como referencia principal donde se encuentre una mayor extensión o concentración de estas marcas, para que sea mayor la probabilidad de localización.
El procedimiento utilizado, entonces, permitió reconocer tres grupos de materiales ya sean geológicos, cuerpos de agua e interacciones antropomórficas; los cuales esta representados por la concentración de elementos comparados con los del basalto analizado, esto arroja que no se
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produzcan litologías especificas delimitadas, en pocas palabras el procesamientos sólo busca similitudes a la litología buscada, todo lo demás lo agrupa en concentraciones diferentes y/o agrupaciones, mostrando por ejemplo lugares de color azul similares al tono del agua pero claramente es litología, así como tonalidades de amarillo amplias abarcando diferentes litologías como si fueran una sola, pero solo es un agrupación que hace el programa para eliminar materiales que ha descartado.
Resultaría interesante entonces probar esta tecnología en una zona de estudio donde se tengan un mayor numero de materiales geológicos, que permitieran al tomar muestras de control, poder realizar un procesamiento mas avanzado y poder comparar las formas espectrales con la litología “de control” para poder realizar una cartografía clasificada “más geológica” y menos espectral, es decir, calibrar la clasificación obtenida del procesamiento con ENVI. Es un trabajo a futuro viable y que debería continuar.
41
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.1 Conclusión Análisis hidrogeoquímico
Con este análisis entre los 2 tipos de agua en la región, se puede observar la interacción o comportamiento de dichas aguas. El agua de la presa La Boquilla fue clasificada como de tipo bicarbonatada cálcica (Clasificación de Piper), mientras que el agua de los balnearios naturales de Los Filtros es del tipo sulfatadas cálcicas. Mediante el análisis de las muestras en las gráficas de Schoeller, se observa que, si bien el comportamiento de estas aguas es similar, sin importantes cambios de concentración, sólo por un punto que es rico en sulfatos, que provoca que el agua de los balnearios sea clasificada como del tipo sulfatada.
El comportamiento químico de las muestras de agua indica que son relativamente similares, sin embargo, las diferencias pueden darnos ciertas pistas con respecto a su edad e interrelación con otras rocas. El agua bicarbonatada cálcica es un agua que comúnmente se asocia a aguas jóvenes y cercanas a la zona de precipitaciones (lluvia o nieve), o en contacto con rocas carbonatadas.
La presencia de aguas de composición sulfatada puede implicar varias cosas: un agua de mayor edad, que ha tenido relación con las rocas por un mayor tiempo (que quizás provenga de mayor profundidad) o que ha tenido interacción con materiales geológicos de interés: quizás sulfuros (poco posible por el pH en el agua) o quizás con depósitos de materiales sulfatados (yeso) en las rocas, lo cual es más probable, pues de acuerdo con el léxico estratigráfico del SGM, la formación Ojinaga suele presentar laminillas de yeso y siderita entre los depósitos carbonatados.
Destaca además la buena calidad del agua en la presa, esto para agricultura, ganadería y aprovechamiento humano, la cual en publicaciones sobre contaminantes superficiales, había presentado concentraciones elevadas de elementos pesados. Sería interesante también haber realizado la determinación de calidad del agua con respecto a materiales orgánicos, pero lo anterior estaba fuera de los alcances planteados de este trabajo. Se deja esta sugerencia para trabajos posteriores.
Además, sería recomendable el realizar mediciones isotópicas para poder tener mejor comparación entre ambas, así como determinar quizás mediante el análisis de contaminantes emergentes, para evaluar la firma antropogénica dentro de la zona estudiada y tomar medidas para administrar mejor el recurso hídrico en la región. En relación con los basaltos, a este nivel de medición, el agua no presento alguna significativa y peculiar interacción entre ambos, recomendando un análisis al agua más profundo que el realizado en este estudio de caso.
42 4.2 Conclusión Análisis espectrales
Con el procesamiento de las imágenes satelitales ASTER se lograron identificar puntos específicos de marcas y firmas espectrales características de litología buscada, comprobando en campo que estos puntos presentan presencia física de estos basaltos, se asume que con anterioridad no se encontraban bajo registro.
Dichos puntos se aprecian en extensión similar a la estudiada, lo que demuestra que probablemente por esta razón haya pasado desapercibida en la escala utilizada en el pasado, al no encontrarse en gran extensión, no es del todo notorio. Sin embargo, el resultado del procesamiento arroja que, si existen firmas similares a la litología del basalto, probando que, al menos de manera en base a los sensores remotos, si esta la presencia de estos basaltos en otros puntos de la zona, en especial en la serranía del centro turístico Los Filtros, comportándose de manera similar a la geología de la zona. Existe la posibilidad que estos basaltos hayan ayudado a que las 2 aguas se conectaran de mejor manera, todo esto suponiendo que las correlaciones de los sensores remotos sean las mismas que en campo. Mediante el procesamiento mediante ENVI, se obtuvo una cartografía digital clasificada, lo cual permitió localizar otros dos tipos de materiales: que potencialmente, y sin realizar un estudio de control, permite indicar que se tratan de calizas y material aluvial.
La principal recomendación en este punto sería la comparación en campo con los datos arrojados por los sensores remotos, en caso de ser necesario en los puntos más sobresalientes que son: 27°34´15.49” N 105°27´36.30” W y 27°32´51.32” N 105°25´54.46” W, estos 2 puntos en específico ya que ahí es donde la correlación es más notoria.
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5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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