Determinación de la distribución de edades del agua subterránea en el acuífero pampeano mediante radionucleidos de gases nobles (85kr y 39ar) y otros trazadores ambientales

Autores
Basaldúa, Alejandro Darío
Año de publicación
2026
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis doctoral
Estado
versión publicada
Colaborador/a o director/a de tesis
Martínez, Daniel Emilio
Jiang, Wei-cheng
Descripción
Se evaluaron los tiempos de tránsito del agua subterránea en el acuífero Pampeano mediante ocho trazadores ambientales (85Kr, 39Ar, CFC-11, CFC-12, CFC-113, SF6, 3H y 3He tritiogénico), medidos en 17 piezómetros a distintas profundidades en el sudeste de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Las distribuciones de edad se obtuvieron mediante modelado inverso de las concentraciones, aplicando modelos de parámetros agrupados junto con series temporales reconstruidas de concentración en el agua recargada. Los resultados evidencian un flujo subterráneo lento y complejo, con mezclas extensas y edades mayores a las esperadas bajo un modelo conceptual simple de acuífero libre. Entre 0 y 10 m bajo el nivel freático, el 35 % del agua tiene más de 60 años; entre 10 y 20 m, más del 60 %; y por debajo de los 30 m, más del 99 %. Una medición única de 39Ar (22–48 m) indicó una edad media de 170 años, probablemente subestimada. El modelado inverso de 3H, 3Hetrit y la razón 3H/3H0 para estimar el tiempo de tránsito en la zona no saturada mostró alta incertidumbre, pero sugiere una infiltración lenta, con tiempos del orden de varios años. Los resultados destacan el rol dominante de la dispersión, la heterogeneidad sedimentaria y la presencia de horizontes de baja permeabilidad en el control de las distribuciones de edad e infiltración, con implicancias importantes para la vulnerabilidad a contaminantes y la renovación del recurso. El aumento de la edad aparente con la profundidad permitió además estimar una recarga del orden de 150 mm/año, en concordancia con estimaciones independientes, lo que refuerza el potencial de esta metodología para derivar parámetros clave a partir de un enfoque relativamente simple y un conjunto limitado de datos.
Groundwater transit times in the Pampeano aquifer were assessed using eight environmental tracers (85Kr, 39Ar, CFC-11, CFC-12, CFC-113, SF6, 3H and tritiogenic 3He), measured in 17 piezometers at various depths in the southeastern Buenos Aires Province, Argentina. Age distributions were derived through inverse modeling of tracer concentrations, using lumped- parameter models together with reconstructed time series of input concentrations. The results reveal a slow and complex groundwater flow, with extensive mixing and older-than-expected age distributions under a simple unconfined aquifer conceptual model. Between 0 and 10 m below the water table, 35% of the groundwater is older than 60 years; between 10 and 20 m, over 60%; and below 30 m, more than 99%. A single 39Ar measurement (22–48 m depth) indicated a mean age of 170 years, though likely underestimated. Inverse modeling of 3H, 3Hetrit and the 3H/3H0 ratio to estimate transit times in the unsaturated zone showed high uncertainty, but suggests slow infiltration, with times on the order of several years. These findings highlight the dominant role of dispersion, sedimentary heterogeneity and low-permeability horizons in controlling age distributions and infiltration, with important implications for contaminant vulnerability and resource renewal. The increase in apparent age with depth also allowed estimating a recharge rate of approximately 150 mm/year, consistent with independent methods, underscoring the potential of this approach to derive key parameters from a relatively simple framework and a limited dataset.
Fil: Basaldúa, Alejandro Darío. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Materia
ACUIFERO PAMPEANO
EDAD DEL AGUA SUBTERRANEA
TRAZADORES AMBIENTALES
MODELOS DE PARAMETROS AGRUPADOS
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MEZCLA DE AGUAS SUBTERRANEAS
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identificador
tesis:tesis_n7889_Basaldua
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Las distribuciones de edad se obtuvieron mediante modelado inverso de las concentraciones, aplicando modelos de parámetros agrupados junto con series temporales reconstruidas de concentración en el agua recargada. Los resultados evidencian un flujo subterráneo lento y complejo, con mezclas extensas y edades mayores a las esperadas bajo un modelo conceptual simple de acuífero libre. Entre 0 y 10 m bajo el nivel freático, el 35 % del agua tiene más de 60 años; entre 10 y 20 m, más del 60 %; y por debajo de los 30 m, más del 99 %. Una medición única de 39Ar (22–48 m) indicó una edad media de 170 años, probablemente subestimada. El modelado inverso de 3H, 3Hetrit y la razón 3H/3H0 para estimar el tiempo de tránsito en la zona no saturada mostró alta incertidumbre, pero sugiere una infiltración lenta, con tiempos del orden de varios años. Los resultados destacan el rol dominante de la dispersión, la heterogeneidad sedimentaria y la presencia de horizontes de baja permeabilidad en el control de las distribuciones de edad e infiltración, con implicancias importantes para la vulnerabilidad a contaminantes y la renovación del recurso. El aumento de la edad aparente con la profundidad permitió además estimar una recarga del orden de 150 mm/año, en concordancia con estimaciones independientes, lo que refuerza el potencial de esta metodología para derivar parámetros clave a partir de un enfoque relativamente simple y un conjunto limitado de datos.Groundwater transit times in the Pampeano aquifer were assessed using eight environmental tracers (85Kr, 39Ar, CFC-11, CFC-12, CFC-113, SF6, 3H and tritiogenic 3He), measured in 17 piezometers at various depths in the southeastern Buenos Aires Province, Argentina. 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These findings highlight the dominant role of dispersion, sedimentary heterogeneity and low-permeability horizons in controlling age distributions and infiltration, with important implications for contaminant vulnerability and resource renewal. The increase in apparent age with depth also allowed estimating a recharge rate of approximately 150 mm/year, consistent with independent methods, underscoring the potential of this approach to derive key parameters from a relatively simple framework and a limited dataset.Fil: Basaldúa, Alejandro Darío. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.Universidad de Buenos Aires. 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Groundwater transit times in the Pampeano aquifer were assessed using eight environmental tracers (85Kr, 39Ar, CFC-11, CFC-12, CFC-113, SF6, 3H and tritiogenic 3He), measured in 17 piezometers at various depths in the southeastern Buenos Aires Province, Argentina. Age distributions were derived through inverse modeling of tracer concentrations, using lumped- parameter models together with reconstructed time series of input concentrations. The results reveal a slow and complex groundwater flow, with extensive mixing and older-than-expected age distributions under a simple unconfined aquifer conceptual model. Between 0 and 10 m below the water table, 35% of the groundwater is older than 60 years; between 10 and 20 m, over 60%; and below 30 m, more than 99%. A single 39Ar measurement (22–48 m depth) indicated a mean age of 170 years, though likely underestimated. Inverse modeling of 3H, 3Hetrit and the 3H/3H0 ratio to estimate transit times in the unsaturated zone showed high uncertainty, but suggests slow infiltration, with times on the order of several years. These findings highlight the dominant role of dispersion, sedimentary heterogeneity and low-permeability horizons in controlling age distributions and infiltration, with important implications for contaminant vulnerability and resource renewal. The increase in apparent age with depth also allowed estimating a recharge rate of approximately 150 mm/year, consistent with independent methods, underscoring the potential of this approach to derive key parameters from a relatively simple framework and a limited dataset.
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