Modelos de distribución de edades de aguas subterráneas (LPMs) y su aplicación en el acuífero Pampeano usando Clorofluorocarbonos (CFCs)

Abstract

Se presentan los conceptos fundamentales de la aplicación de trazadores de edad y modelos de parámetros agrupados (LPMs, por sus siglas en inglés) para la datación de aguas subterráneas. Como caso de estudio, se analiza la edad del agua subterránea del acuífero Pampeano, en el sureste de la Provincia de Buenos Aires, mediante el uso de clorofluorocarbonos (CFC-11, CFC-12 y CFC-113) medidos en muestras de un pozo somero y un manantial. Los resultados indicaron edades aparentes distintas para cada CFC, variando entre 31 años (CFC-113 en el pozo) y 44 años (CFC-11 en el manantial). Se realizó un análisis más detallado utilizando estas mediciones en combinación con LPMs para representar diversas distribuciones de edades. Este enfoque permitió explicar las variaciones en las edades aparentes como resultado de la mezcla de aguas de diferentes edades dentro de cada muestra. Los mejores ajustes se lograron con modelos dispersivos y utilizando CFC-12 y CFC-113, obteniendo edades promedio de 38,8 años para el pozo y 34,9 años para el manantial. La similitud en las edades medias de ambos puntos se debe a la captación en el pozo de líneas de flujo con tiempos de tránsito similares a los que se descargan naturalmente en el manantial. Las bajas concentraciones de CFC-11 en ambas muestras y la imposibilidad de aplicar este trazador en los modelos de ajuste se atribuyen a la probable degradación microbiana de este compuesto en el sistema.

This study presents the fundamental concepts of using age tracers and lumped parameter models (LPMs) for groundwater dating. As a case study, the age of groundwater from the Pampeano aquifer in southeastern Buenos Aires Province was analyzed using chlorofluorocarbons (CFC-11, CFC-12, and CFC-113) measured in samples from a shallow well and a spring. The results indicated different apparent ages for each CFC, ranging from 31 years (CFC-113 in the well) to 44 years (CFC-11 in the spring). A more detailed analysis was performed using these measurements in combination with LPMs to represent various age distributions. This approach helped explain the variations in apparent ages as a result of mixing waters of different ages within each sample. The best fits were achieved with dispersive models and using CFC-12 and CFC-113, with average ages of 38.8 years for the well and 34.9 years for the spring. The similarity in the mean ages of both points is attributed to the well capturing flow lines with transit times similar to those that naturally discharge at the spring. The low concentrations of CFC-11 in both samples and the inability to use this tracer in the adjustment models are attributed to the likely microbial degradation of this compound in the system.