Hydrogeological applications of 222rn

Resumen

La gestión y protección de los recursos de aguas subterráneas requiere una comprensión cuantitativa de varios procesos hidrogeológicos en diferentes escalas temporales y espaciales. Sin embargo, la identificación y cuantificación de los procesos hidrogeológicos son difíciles de evaluar utilizando únicamente herramientas convencionales. Los trazadores ambientales, como los isótopos, a menudo brindan una visión más profunda de los procesos hidrogeológicos, especialmente cuando se combinan con otros trazadores y herramientas convencionales. El 222Rn (radón), un gas noble radiactivo de origen litológico, se ha revelado como un trazador útil en hidrología. Dadas sus características químicas que evitan la precipitación, la adsorción o el intercambio, su potencial como trazador litológico en sistemas acuíferos heterogéneos es considerable. Durante varias décadas, el uso de radón para identificar la descarga de aguas subterráneas y la estimación de la tasa de flujo requería mucho trabajo, era costoso y limitado. Sin embargo, gracias a las nuevas técnicas analíticas, las mediciones de radón ahora se realizan fácilmente con detectores portátiles. El objetivo general de la tesis es evaluar la idoneidad del radón como herramienta principal para obtener información científica valiosa sobre procesos hidrogeológicos clave que ocurren en sistemas hidrológicos grandes y complejos, ampliando su uso como herramienta hidrogeológica cualitativa y cuantitativa singular. Específicamente, los objetivos de esta tesis son (1) evaluar la utilidad del radón para identificar las interacciones agua subterránea-agua superficial entre diferentes entornos hidrogeológicos y diferentes cuerpos de agua superficial, (2) identificar fuentes de agua subterránea y patrones de flujo en diferentes acuíferos multicapa complejos, y (3) establecer una metodología sólida para cuantificar la descarga de agua subterránea a los ríos utilizando un modelo de balance de masa de radón. Para cumplir con estos objetivos, esta tesis presenta i) una revisión del estado del arte de las técnicas contemporáneas de muestreo y análisis y el progreso científico sobre el uso del radón en aplicaciones hidrogeológicas, que se complementa con una síntesis de los procesos y factores controlando los niveles de radón en aguas subterráneas, y ii) tres aplicaciones hidrogeológicas del radón cuidadosamente diseñadas para cumplir con cada uno de los objetivos específicos de la tesis, cuyos resultados dieron origen a los tres artículos publicados en revistas internacionales de primer orden incluidos en esta disertación. Esta investigación se originó en el proyecto financiado por España REDESAC (CGL2009-12910-C03-03) y continuó en el marco de varios proyectos de investigación financiados por la Agencia Internacional de Energía Atómica en Argentina. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/