TECNICAS ISOTOPICAS EN HIDROGEOLOGÍA Ing. Ruben Rojas Molina
INSTITUTO PERUANO DE ENERGÍA NUCLEAR - IPEN
IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
INTRODUCCIÓN
IPEN
MISION
IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
INSTITUTO PERUANO DE ENERGÍA NUCLEAR
MISIÓN Desarrollar aplicaciones pacíficas de la energía nuclear y la tecnología de radiaciones en todos los campos de la actividad productiva y de servicios del país, mejorando su competitividad e inclusión social
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ENERGIA AGRICULTURA INDUSTRIA HIDROLOGIA GEOLOGIA MEDICINA CONSERVACION DE ALIMENTOS MATERIALES PALEOCLIMAS ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS
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CONTENIDO
FUNDAMENTOS CAMPOS DE APLICACIÓN CAPACIDAD DEL IPEN/LIMITACIONES COOPERACION TECNICA DEL OIEA ESTUDIOS EFECTUADOS PROYECTOS
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HIDROLOGÍA ISOTÒPICA
La hidrología isotópica es una herramienta de la hidrología que usa los isótopos del Oxígeno, Hidrógeno, Carbono y de otros elementos como trazadores para monitorear la dinámica del agua a escala regional y local. IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
TABLA PERIODICA
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ISOTOPOS. ISÓTOPOS AMBIENTALES 16O 17O 18O
Z (número de protones)
14N 15N 12C 13C 14C 10B 11B 9Be 10Be
6Li
7Li
3He 4He 1H
2H
3H
n
N (número de neutrones) IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
ISOTOPOS DEL HIDROGENO Protium
Deuterio
Tritio
1P
1P 1N
1P 2N
H1
H2
H3
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ISOTOPOS DEL OXIGENO
8P 8N
O16
8P 9N
8P 10N
O17
O18
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ORIGEN DEL TRITIO
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ORIGEN ANTROPICO DEL TRITIO
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ORIGEN DEL CARBONO 14
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ORIGEN ANTROPICO DEL CARBONO 14
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CICLO HIDROLOGICO
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RED DE MUESTREO DEL GNIP
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RED MUNDIAL DE MUESTREO
• GNIP – Global Network of Isotopes in Precipitation • VSMOW • Desde los años 60 el OIEA auspicia la toma de • •
muestras y análisis isotópicos en mas de 100 puntos del planeta El Perú no forma parte permanente de la red. Solo se tienen datos aislados en diversas estaciones
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PROPIEDADES DE LOS ISOTOPOS
FRACCIONAMIENTO ISOTOPICO LAS CONCENTRACIONES ISOTOPICAS DE AGUAS DE LLUVIA SON SENSIBLES A LOS CAMBIOS DE FASE DEL AGUA EXISTE UNA CORRELACION H2 – O18 EFECTO DE ALTITUD/TEMPERATURA VIDA IPEN :MEDIA Ciencia y tecnología para la competitividad
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ISOTOPOS CUENCA DEL TITICACA
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GRADIENTE DE ALTITUD
Oxigeno 18 (o/oo vsmow)
GRADIENTE DE ALTITUD Precipitaciones marzo 1995 0 -5
Rimac-Chillon
-10
Mantaro
-15
T.Graton
y = -0.0072x + 11.578 R2 = 0.8751
-20 -25
Rimac-Chillon Mantaro
-30 0
1000
2000
3000
Altitud (m snm ) IPEN : Ciencia y tecnologĂa para la competitividad
4000
5000
TRAZADORES Entrada
Detección
Inyección del trazador
SISTEMA Trazador Detección Sistema : acuífero, reservorio, etc. Salida IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
TRAZADORES •Trazadores artificiales •químicos: rodamina, uranina, sal •Trazadores radiactivos: I 131, Tc 99, Ir 192, H3 Au 199 • Trazadores ambientales: •Isótopos estables: O18, H2, C13 •Isotopos radioactivos: H3, C14 IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
APLICACIÓNES DE TÉCNICAS ISOTÓPICAS • CON TRAZADORES ARTIFICIALES: • Velocidad y dirección del flujo de aguas subterráneas . • Calculo de caudales en ríos, canales, tuberías. • Origen de filtraciones en embalse y galerías
• CON TRAZADORES AMBIENTALES: • Hidrodinámica de aguas subterráneas (origen, edad, recarga). • Interconección de cuencas • Procesos de erosión/sedimentación de suelos • Paleoclimas
• EVALUACION DE SISTEMAS GEOTERMICOS IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
EQUIPAMIENTO Estudios con trazadores radiactivos Sistema de adquisición de datos en línea
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EQUIPAMIENTO Análisis de Isótopos Ambientales Espectrómetro Láser para análisis de isótopos estables H-2 y O-18
Contador de centelleo líquido . Análisis de H-3 y C-14
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EQUIPAMIENTO
Espectr贸metro alfa para an谩lisis de is贸topos del Uranio en aguas
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DETERMINACION DE CAUDALES EN RIOS X
Y
Q D Co =
Cf =
Q = M/CT = A/CT
Conce ntra cion (uCi/m 3)
D IS PE R S ION D E TR AZAD OR E S E N R IOS en 250 m, Q=2,8 m3/s, Ai=21,3 mC i 200 150 100 50 0 0.02
0.03
0.04
0.05 Tie m po (hora s)
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0.06
0.07
0.08
VELOCIDAD Y DIRECCION DE AGUAS SUBTERRANEAS PARED DE POZO FORRADO CON MALLA METALICA
Trazador
Geometría de la dispersión del trazador IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
INYECCION DE TRAZADOR
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APLICACIÓN DE RADIOTRAZADORES Evaluación de las unidades de tratamiento de agua
• Determinación del comportamiento hidráulico de las unidades. • Ahorro en el uso de reactivos e insumos para el tratamiento de potabilización del agua.
• Se utiliza: I-131 y Tc-99m.
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APLICACIÓN DE RADIOTRAZADORES Estudios de dispersión de contaminantes en el mar • Determinación del comportamiento de descargas de aguas residuales en grandes masas de agua. • Mejoramiento de la conservación del medio ambiente • Se utiliza: I-131, Tc-99m y Rodamina.
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APLICACIÓN DE RADIOTRAZADORES Estudios de dispersión de contaminantes en el mar
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APLICACIÓNES DE TÉCNICAS ISOTÓPICAS • CON TRAZADORES ARTIFICIALES: • Velocidad y dirección del flujo de aguas subterráneas . • Calculo de caudales en ríos, canales, tuberías. • Origen de filtraciones en embalse y galerías
• CON TRAZADORES AMBIENTALES: • Hidrodinámica de aguas subterráneas (origen, edad, recarga). • Interconección de cuencas • Procesos de erosión/sedimentación de suelos • Paleoclimas
• EVALUACION DE SISTEMAS GEOTERMICOS IPEN : Ciencia y tecnología para la competitividad
TRAZADORES AMBIENTALES Evaluación de filtraciones en labores mineras • Estudio de la hidrodinámica de las aguas
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TRAZADORES AMBIENTALES
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LAGO TITICACA
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EMPRESAS MINERAS A LAS QUE SE HAN EFECTUADO SERVICIOS
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MINERIA Evaluación de filtraciones en labores mineras • Estudio de la subterráneas
hidrodinámica
de
guas
• Se utiliza la medición de O-18, H-2 , H-3 y C-14
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TRABAJOS DE CAMPO
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OTRAS EMPRESAS
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INSTITUCIONES CON LAS QUE EFECTUARON PROYECTOS DEL OIEA INADE Proyectos Especiales (Tacna, Moquegua, PELT, Puyango Tumbes) SEDAPAL Autoridad Aut贸noma Binacional del Lago Titicaca ELECTROLIMA Universidad de Piura
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PROYECTOS EN EJECUCION IPENIPEN-OIEA
•PER 7004 “Mejoramiento del conocimiento de la hidrología de los acuíferos costeros de los ríos Rímac y Chillón” •RLA 5/051 “Uso de radionúclidos ambientales como indicadores de la degradación de suelos en ecosistemas de América Latina, El Caribe y la Antártida”
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PROYECTOS FUTUROS IPENIPEN-OIEA
INT 0087/9009/01 “Climate change and its impact on glacier retreat and land-water-ecosystem quality in polar and mountain regions across the world: From assessment to action” OBJETIVO Mejorar la conservación y el manejo de los ecosistemas polares y de regiones montañosas asi como de sistemas agropecuarios afectados por el cambio climático, mediante la aplicación de técnicas de trazadores ambientales, como los isótopos estables y radioactivos.
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Centro Nuclear de Huarangal MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Web: ipen.gob.pe
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