TESIS PUCP

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Pontificia Universidad Catlica del PerEscuela de Graduados

Anlisis Fisicoqumico de Fuentes de Aguas Termominerales del Callejn de Huaylas

Para optar el Grado de Magster en Qumica

Presentado por

Edson Gilmar Yupanqui TorresLima Per 2006

RESUMEN

La Regin Ancash es una de las ms ricas en aguas termominerales del pas, en ella se encuentra el Callejn de Huaylas el cual es surcado por el ro Santa y sus afluentes; en sus mrgenes existen numerosas fuentes termominerales, entre ellas El Pato (Huaylas), La Merced (Carhuaz), Chancos (Carhuaz) y Monterrey (Huaraz). Estas fuentes fueron seleccionadas para este estudio en base a su caudal de afloracin, que es un factor a tener en cuenta para su explotacin; para cada fuente se hicieron 45 determinaciones entre propiedades fsicas, contenido de metales, no metales y gases libres.

Las propiedades fsicas y de agregacin medidas fueron color, olor, sabor, depsitos, densidad, temperatura, pH, conductividad, slidos totales y disueltos, turbidez, alcalinidad, dureza, potencial redox y caudal. Los metales determinados fueron litio, sodio, potasio, plata, magnesio, calcio, cinc, cadmio, manganeso, cobre, plomo, cobalto, hierro, aluminio. Los aniones determinados fueron fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, bicarbonato, nitrato, carbonato, sulfato y fosfato; los no metales al estado molecular fueron silicio como slice y el boro como cido metabrico, y como gases libres el dixido de carbono y sulfuro de hidrgeno. Se usaron mtodos estandarizados, entre ellos los de la APHA, AWWA, WPCF.

Los resultados muestran las propiedades fsicas y composiciones qumicas de las fuentes estudiadas, as como la variacin de las concentraciones de sus componentes con el tiempo al compararse con resultados previos. Los resultados permiten clasificar a las fuentes en base a su temperatura, contenido mineral, presin osmtica y componentes mayoritarios, adems permiten orientar sus aplicaciones, resultando ser El Pato hipertermal, medio mineralizada, hipotnica y sdica clorurada bicarbonatada sulfatada clcica; La Merced, termal, medio mineralizada, hipotnica y bicarbonatada sdica clorurada clcica; Chancos hipertermal, mineralizada dbil, hipotnica y sdica clorurada bicarbonatada y Monterrey, termal, mineralizada dbil, hipotnica y clorurada sdica. De los resultados se deduce que estas aguas no son aptas para la alimentacin y agricultura, son aguas medicinales, por tanto se deben fijar estrategias para incentivar el turismo de salud termal en el Callejn de Huaylas.

A mi esposa Edell e hijos Edson y Nadia. A mis padres Francisco y Guberdina, con infinito cario y gratitud eterna.

AGRADECIMIENTO

A la Universidad Nacional Santiago Antnez de Mayolo, por las facilidades y el apoyo brindado para la culminacin del presente trabajo de investigacin.

A la M.Sc. Ana Pastor de Abram asesora de la presente tesis, por su invalorable apoyo y orientacin en la cristalizacin de este trabajo.

A los profesores y personal no docente de la Escuela de Graduados Seccin Qumica de la Pontificia Universidad Catlica del Per, por su apoyo en el presente trabajo. A todos mis amigos mi aprecio y agradecimiento.

A mi esposa e hijos por su comprensin, apoyo constante e incondicional.

INDICE

INDICE DE FIGURAS INDICE DE TABLAS ABREVIATURAS

....

i iii iv

1. OBJETIVOS

........

1

2. INTRODUCCION

2

3. PARTE TEORICA 3.1 Origen de las aguas 3.2 Tipos de aguas

...........................................................................

4 4 5 5 7 7 7 8 9 10 10 11

........................ ........................................

3.3 Clasificacin de las aguas termominerales 3.4 Historia

................................... .....................................

3.4.1 Aguas minero medicinales en el Mundo 3.4.2 Aguas minero medicinales en el Per 3.5 Propiedades principales del agua 3.6 Qumica de las aguas termominerales

.................................................... ................................................ ....................................

3.7 Caracterizacin de las aguas termominerales 3.8 Mtodos de determinaciones analticas

............................................. .................................

3.9 Espectroscopa de absorcin y emisin atmica

3.10 Aplicacin de la espectroscopa de absorcin atmica al anlisis de aguas .......................................................................... ............................................... 11 12

3.11 Expresin y control de los resultados

4. PARTE EXPERIMENTAL 4.1 Equipos y reactivos 4.1.1 Equipos 4.1.2 Reactivos

.

13 13 13 13 14

.

...................................................................................... ................................................................................ ...........................................

4.2 Seleccin de las fuentes termominerales

4.3 Ubicacin de las fuentes termominerales

...........................................

15 16 16 17 17 18 18 18 18 19 22 22 24

4.4 Localizacin del punto y mtodo de muestreo .................................... 4.5 Frecuencia de muestreo ....................................................................... 4.6 Procedimiento de muestreo ................................................................. 4.7 Volumen de muestra ........................................................................... 4.8 Envases para muestras y lavado ......................................................... 4.9 Conservacin de muestras .................................................................. 4.10 Determinaciones in situ ................................................................

4.11 Tratamiento estadstico a los resultados .......................................... 4.12 Mtodos de determinaciones analticas ........................................... 4.13 Descripcin de los mtodos de anlisis ............................................ 4.13.1 Propiedades fisicoqumicas .................................................. 4.13.2 Constituyentes metlicos ...................................................... 4.13.3 Constituyentes inorgnicos no metlicos inicos y no disociados ..................................................................... 4.13.4 Gases libres ...........................................................................

24 25

5. RESULTADOS

..

26

5.1 Resmenes de los resultados de los anlisis ......................................... 26 5.2 Clasificacin de las aguas termominerales estudiadas 5.3 Resultados por parmetros ......................... 29 30 30 38 45 49 50

. ........................ ............................ ........

5.3.1 Resultados de las propiedades fisicoqumicas 5.3.2 Resultados de los constituyentes metlicos

5.3.3 Resultados de los constituyentes no metlicos disociados

5.3.4 Resultados de los constituyentes no metlicos no disociados .... 5.3.5 Resultados de los gases libres ...................................................

6. DISCUSIONES

.

51 51 55

6.1 Discusin de los resultados de las propiedades fisicoqumicas ............. 6.2 Discusin de los resultados de los constituyentes metlicos ................ 6.3 Discusin de los resultados de los constituyentes inorgnicos no metlicos ..........................................................................................

58

7. CONCLUSIONES

63

8. RECOMENDACIONES

65

9. BIBLIOGRAFIA

...

66

ANEXOS

Anexo I - Tablas y figuras de soluciones patrones, absorbancias y curvas patrones I.1 Color I.2 Turbidez I.3 Litio I.4 Sodio ..................................................................................... .................................................................................. 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83

........................................................................................ ........................................................................................

I.5 Potasio ...................................................................................... I.6 Plata I.7 Cinc .......................................................................................... ...........................................................................................

I.8 Cadmio ....................................................................................... I.9 Manganeso ................................................................................. I.10 Cobre I.11 Plomo I.12 Cobalto I.13 Hierro I.14 Aluminio I.15 Fluoruro I.16 Bromuro I.17 Yoduro I.18 Nitrato I.19 Fosfato I.20 Silicio I.21 Boro ...................................................................................... ...................................................................................... .................................................................................... .....................................................................................

................................................................................. 84 .................................................................................. 85 .................................................................................. 86 ................................................................................... ................................................................................... ................................................................................... 87 89 90

...................................................................................... 91 ....................................................................................... 92

Anexo II Normas para aguas destinadas a la alimentacin humana y lmites de deteccin

II.1 OMS : Normas internacionales aplicables al agua de bebida ... II.2 Normas Europeas aplicables al agua potable (OMS) ............. II.3 Francia : Normas francesas de calidad del agua potable ........ II.4 Estados Unidos: Nacional interim primary drinking water regulation, EPA .............................................................

94 95 96

97

II.5 Canad : Normas fsicas propuestas relativas a las aguas Tratadas .............. 98

II.6 INDECOPI NTP ITINTEC 214.024 : Aguas minerales de bebida ...................................................................................... II.7 Lmites de deteccin .............................................................. 99 100

Anexo III Resultados de anlisis de las fuentes termominerales segn Zapata, (16) y formato de informe para aguas minerales

III.1 Fuente termomineral El Pato III.2 Fuente termomineral Chancos

............................................. ........................................... ....................................... ............................

103 104 105 106

III.3 Fuente termomineral Monterrey

III.4 Formato de informe para aguas minerales

Anexo IV Mapas de ubicacin

IV.1 Ubicacin del departamento de Ancash en el Per IV.2 Ubicacin de las fuentes termominerales en el departamento de Ancash

...............

109

.......................................................

110

Anexo V Fotografas de las fuentes termominerales y otros

V.1 Fotografas de la fuente termomineral El Pato

................... ............. ................. ............

112 113 114 116 117

V.2 Fotografas de la fuente termomineral La Merced V.3 Fotografas de la fuente termomineral Chancos V.4 Fotografas de la fuente termomineral Monterrey V.5 Fotografas del trabajo en el laboratorio

.............................

NDICE DE FIGURAS

Figura

Pgina

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Ubicacin de las fuentes estudiadas en el departamento de Ancash Equipo para el arrastre de H2S Valores de color Valores de densidad Valores de temperatura Valores de pH Valores de conductividad inica Valores de ST secados a 103-105 C Valores de STD secados a 180 C

16 25 30 31 32 32 33 33 34 34 35 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 40 41 41 42 42 43

10. Valores de turbidez 11. Valores de la alcalinidad al anaranjado de metilo 12. Valores de dureza total 13. Valores de dureza clcica 14. Valores de la dureza magnsica 15. Valores del potencial redox 16. Valores del caudal promedio 17. Contenido de litio 18. Contenido de sodio 19. Contenido de potasio 20. Contenido de plata 21. Contenido de magnesio 22. Contenido de calcio 23. Contenido de cinc 24. Contenido de cadmio 25. Contenido de manganeso 26. Contenido de cobre 27. Contenido de plomoi

28. Contenido de cobalto 29. Contenido de hierro 30. Contenido de aluminio 31. Contenido de fluoruro 32. Contenido de cloruro 33. Contenido de bromuro 34. Contenido de yoduro 35. Contenido de bicarbonato 36. Contenido de nitrato 37. Contenido de sulfato 38. Contenido de fosfato 39. Contenido de silicio como SiO2 40. Contenido de boro como HBO2 41. Contenido de CO2 libre

43 44 44 45 45 46 46 47 47 48 49 49 50 50

ii

NDICE DE TABLAS

Tabla

Pgina

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Caractersticas de diversos tipos de aguas Clasificacin y caractersticas de las aguas termominerales Propiedades, constituyentes y parmetros de aguas termominerales Principales fuentes termominerales del Callejn de Huaylas Fechas, hora de muestreo y temperatura ambiental Volumen de muestra Mtodos de anlisis de las propiedades fsicoqumicas Mtodos de anlisis de los constituyentes metlicos Mtodos de anlisis de los constituyentes inorgnicos no metlicos Mtodos de anlisis de los compuestos no disociados Mtodos de anlisis de los gases libres Propiedades fisicoqumicas de las fuentes estudiadas Constituyentes metlicos en las fuentes estudiadas Constituyentes no metlicos en las fuentes estudiadas Gases libres en las fuentes estudiadas Clasificacin de las fuentes termominerales estudiadas Apreciacin del sabor en las fuentes termominerales Color de los depsitos en las fuentes termominerales

5 6 10 15 17 17 19 20 21 21 21 26 27 28 28 29 31 31

iii

ABREVIATURAS

AAM AF APHA AWWA bs-MBT DRIT-Huaraz DCa DMg DT EPA-USA EAA EEF Fcc Fdil INRENA md-MBT NTP OMS rH SFADNS STD ST UC UNASAM UT WPCF

Alcalinidad al anaranjado de metilo Alcalinidad a la fenolftalena American Public Health Association American Water Works Association Bosque seco-montano bajo tropical Direccin Regional de Industria y Turismo-Huaraz Dureza clcica Dureza magnsica Dureza total Environmental Protection Agency-USA Espectroscopa de absorcin atmica Espectroscopa de emisin de flama Factor de concentracin Factor de dilucin Instituto Nacional de Recursos Naturales Matorral desrtico-montano bajo tropical Norma Tcnica Peruana Organizacin Mundial de la Salud Potencial redox Reactivo para identificar fluoruro por colorimetra Slidos totales disueltos Slidos totales Unidad de color Universidad Nacional Santiago Antnez de Mayolo Unidad de turbidez Water Pollution Control Federationiv

v

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo general

Determinar las caractersticas fisicoqumicas de las fuentes de aguas termominerales ms importantes del Callejn de Huaylas.

1.2. Objetivos especficos

1.2.1. Evaluar las propiedades fsicas y composiciones qumicas de las fuentes termominerales seleccionadas y compararlas con resultados anteriores, para conocer si hubo o no variaciones en las propiedades mencionadas. 1.2.2. Clasificar las fuentes termominerales seleccionadas en el presente trabajo en funcin de su temperatura, contenido mineral, presin osmtica y componentes mayoritarios. 1.2.3. Incentivar el turismo de salud termal en el Callejn de Huaylas.

1

2. INTRODUCCIN

La propia naturaleza es depositaria de un patrimonio curativo inconmensurable que en gran parte se desconoce y, lo que es peor, apenas preocupa su conocimiento. Las aguas termominerales son remedios estrictamente naturales con eficacia y virtudes curativas acreditadas a lo largo de siglos (1).

Por su situacin geogrfica y pasado geolgico, el Per es un pas rico en aguas minerales (2,3). Desde la antigedad su aplicacin teraputica es limitada y se basa en el empirismo por parte de los usuarios. El Per cuenta con un reglamento de aguas minero medicinales para fines tursticos (4), el cual aparentemente no se cumple a cabalidad, trayendo como consecuencia deficiencias en la explotacin o simplemente el abandono de este recurso natural.

La Regin Ancash es una de las ms ricas en fuentes minerales, en ella se encuentra el Callejn de Huaylas, entre las Cordilleras Blanca y Negra, por donde recorre el ro Santa y afluentes. En ambas mrgenes afloran manantiales de aguas minerales y termominerales, siendo la mayora de ellas poco conocidas. Este es el mbito de estudio del presente trabajo (2,5).

La hidrologa mdica llamada balneologa o crenologa es una rama de la medicina que investiga el uso y la aplicacin de las aguas minero medicinales para la prevencin y tratamiento de estados patolgicos en el ser humano, desde los siguientes puntos de vista: de su origen y nacimiento, de su situacin geogrfica, de su composicin, de sus efectos sobre los seres vivos, de sus aplicaciones clnicas y de su misin en la sociedad (5). Actualmente se tiene informacin sobre el origen y situacin geogrfica de las fuentes termominerales mas conocidas del pas, faltando conocer su composicin actualizada, sus efectos en el ser humano y sugerir sus probables aplicaciones. Por tanto, el objetivo del presente trabajo es2

la determinacin de las propiedades fsicas y composicin qumica de las fuentes mencionadas, empleando mtodos reconocidos de aguas potables y residuales, (6 - 8). Conociendo las propiedades fsicas y composiciones qumicas de estas aguas, se proceder a clasificarlas, luego a compararlas con resultados anteriores para determinar la variabilidad o constancia de sus componentes y sugerir probables aplicaciones de estas fuentes y finalmente coadyuvar al turismo, no solo recreativo sino tambin de salud termal aprovechando las bondades climticas y paisajsticas del Callejn de Huaylas.

3

3. PARTE TERICA

3.1 Origen de las aguas La cantidad estimada de agua en sus diferentes formas que existen en la Tierra, se distribuye en 96,5 % en los ocanos, 1,7 % en los hielos polares, 1,7 % en depsitos subterrneos y 0,1 % en los sistemas de agua superficial y en la atmsfera. Al evaporarse el agua y luego precipitarse en forma de lluvia, nieve o granizo, un 79 % cae sobre el mar u otros sectores acuosos estableciendo un ciclo sencillo y un 21 % cae sobre tierra firme. De esta precipitacin terrestre, la evaporacin inmediata o en la fase de transporte consume un 61 % de la precipitacin, luego la escorrenta hasta un curso fluvial que la lleve a un lago o al mar consume un 37 % y un 2% penetra al interior de la Tierra hasta encontrar una zona compacta o un estrato impermeable acumulndose en las partes ms bajas constituyendo los depsitos subterrneos (9). Cuando los depsitos se cortan espontnea o artificialmente, permiten la salida del agua al exterior, constituyendo los manantiales o fuentes. A esto se denomina ciclo directo del agua y estas se llaman aguas freticas. Otras aguas penetran ms profundamente en la tierra a travs de fisuras, constituyendo las aguas artesianas. Las aguas filonianas resultan del ciclo indirecto del agua, aqu el agua ocenica o de los grandes lagos, se infiltra bajo presin en la tierra a profundidades considerables, se calienta por la alta temperatura de la tierra, (en Sudamrica el grado geotrmico de la Tierra es de 1 centgrado cada 33 metros de profundidad), luego se mezcla eventualmente con los gases sulfhdrico y dixido de carbono y asciende por las grietas a la superficie. Estas aguas mayormente se mineralizan en su recorrido bajo la superficie del suelo y son generalmente de temperaturas elevadas.

4

Todas estas aguas se denominan vadosas, mientras que las aguas juveniles o vrgenes son de origen volcnico por nacer en los ncleos volcnicos de la tierra. Estas aguas son parecidas a las filonianas, surgen por fallas o grietas hacia la superficie de la tierra y constituyen las aguas termales e hipertermales (1,5,10).

3.2 Tipos de aguas En la tabla 1 se enlistan los diferentes tipos de aguas y sus caractersticas. Tabla 1. Caractersticas de diversos tipos de aguas Nombre Naturales Termales Caractersticas Provienen de manantiales, ros, lagos y lagunas, por su composicin salina y pureza bacteriana son aptas para el consumo humano. Afloran a temperaturas mayores que el promedio anual de la temperatura del ambiente. Con contenido mineral superior de 1 g/L, es comn la presencia de los cationes: Na+, Ca2+, Mg2+ y K+ y los aniones: Cl-, SO42- y HCO3-. Contienen CO2 en concentraciones adecuadas y pureza, que la hacen apta para el consumo humano. Son aguas minerales con altos contenidos de iones comunes y pocos comunes, entre los ltimos se tienen al Li+, Al3+, Zn2+, Br-, I-, F-, son utilizadas en baos, bebidas, inhalaciones y aspersiones con fines teraputicos. Son aguas minerales teraputicas. y termales con aplicaciones

Minerales Minerales gaseosas Minero medicinales TermomineralesReferencia (2).

3.3 Clasificacin de las aguas termominerales En base a sus diferentes caractersticas y aplicaciones la clasificacin de estas aguas se muestra en la tabla 2.5

Tabla 2. Clasificacin y caractersticas de las aguas termomineralesClasificacin segn Origena Temperaturab

Caractersticas y usos Superficiales y profundas o magmticas. Mesotermales o tibias de 21 a 30 C Termales o calientes de 31 a 50 C Hipertermales o muy calientes mayores de 50 C. Hipotnicas, osmolalidad < 0, 55(*) ; o < 320 mmol Na+ y Cl-

Presin osmticac,a

Isotnicas, osmolalidad = 0, 55; o 320 a 330 mmol Na+ y ClHipertnicas, osmolalidad > 0, 55; o > 330 mmol Na+ y Cl-(**) Oligomineralizadas, residuo inferior a 0,2 g/L Medio mineralizadas, residuo entre 0,2 y 1 g/L

Slidos solubles a 180 C a

Mineralizadas, residuo superior a 1 g/L: - Mineralizada dbil : residuo entre 1 a 10 g/L - Mineralizada media : residuo entre 10 a 50 g/L - Mineralizada fuerte : residuo mayor a 50 g/L Carbnicas, con altos contenidos de CO2 .

Emisiones

c

Sulfuradas, con contenido mayor a 1 mg/L de H2S Radioactivas, con radioemisiones mayores a 50 UM/L(***) Diurticas Disolventes Estimulantes Laxantes Inhalaciones Otras formas mixtas Sulfatadas Fluoruradas Yodadas Aciduladas Clcicas-Bicarbonatadas-sulfatadas Sdicas-Clcicas-Bicarbonatadas Cloruradas-Sdicas-Sulfatadas Litinadas Bromuradas Potsicas

Propiedades teraputicasc

Depurativas Reconstituyentes Sedantes Bebidas

Usosc

Baos Irrigaciones Ferruginosas

Elemento calificante con valor teraputicoc Iones predominantes mayor al 20% de eq.(*)

Arsenicales Bicarbonatadas Alumnicasd

Bicarbonatadas-Sdicas Bicarbonatadas-Clcicas Cloruradas-Sdicas

(**) Adoptando como valor medio el suero sanguneo (0, 55); mmol/L = milimol/L, p.57 (5) a = Compendio de hidrologa mdica por Armijo, p. 122 (1); (***) UM/L = Unidades Macl/L b = Reglamento de aguas minero medicinales para fines tursticos (4,11) c = Panorama hidrotermal del Per por Loayza, p. 16 (2) d = Aguas minerales del Per, lra. Parte por Zapata, p. 41 (10).

6

3.4 Historia

3.4.1 Aguas minero medicinales en el mundo Las aguas minero medicinales se remontan a la formacin de la Tierra. Se tiene conocimiento del uso medicinal de estas aguas por los antiguos pueblos europeos como los celtas, beros, germanos y galos. Los griegos y romanos fueron los que utilizaron las fuentes termales con mayor arraigo, destacndose Hipcrates y Galeno, este ltimo determin los principios bsicos de la crenoterapia (12). La hidrologa mdica alcanza un enorme prestigio en los siglos XVIII y XIX, donde se desarrollaron tcnicas hidroterpicas que se siguen utilizando en la actualidad, destacan los investigadores Wright, Priessnitz, Winternitz y el Prroco Sebastin Kneipp. Este ltimo aplic extensamente la hidroterapia y lleg a crear un verdadero mtodo de cura. La evolucin de la hidrologa mdica ha sido paralela a la medicina en general. En la actualidad se estudia no slo el origen y composicin de las aguas minero medicinales, sino tambin sus acciones sobre rganos y funciones en tejidos aislados, en organismos sanos y enfermos, tratndose de determinar lo ms exactamente posible sus indicaciones, contraindicaciones y mecanismos de accin (1 y 13-16).

3.4.2 Aguas minero medicinales en el Per El uso de las aguas minero medicinales se conoca desde las pocas pre-inca e incaica. Los pobladores conocan de sus bondades medicinales, por ello, los incas construan tambos en lugares prximos a las fuentes termales, las que aprovechaban en sus viajes como un tratamiento termal con fines medicinales e higinicos. Como evidencias tenemos los famosos Baos del Inca en Cajamarca, el bao de Tambo Machay y el bao del inca en la ciudadela de Macchu Picchu en Cusco, entre otros. En 1796 el sabio alemn Teodoro Haenke realiz los primeros estudios sobre las termas de Yura, Jess y Socosani en el Departamento de Arequipa. En 1827 Rivero de Ustarz determin los usos de estas aguas con fines curativos. En 1882

7

el sabio italiano Antonio Raymondi, public estudios sobre las aguas minerales del Per, para cuyo fin recorri casi todo el territorio nacional. Entre los aos de 1900 a 1943 es destacable los trabajos en estas aguas de los doctores Edmundo Escomel, Ramn Crcamo y Luis Angel Maldonado. En 1950 el gobierno contrat los servicios del Dr. Ladislao J. Prazak, mdico crenlogo y estudi el problema del termalismo en el Per (5). En los aos de 1971 a 1973 el Ing. Rmulo Zapata Valle publica dos obras tituladas Aguas Minerales del Per, primera y segunda parte, en donde se encuentran los resultados de los anlisis de las aguas minerales del pas, clasificndolas en 24 grupos en funcin a sus iones predominantes (10 y 17). En 1975 Francisco Loayza Peralta hace un breve anlisis de la situacin crenolgica del pas y un inventario de los recursos minero medicinales en su publicacin Panorama Hidrotermal del Per. En 1994 se realiz en el pas el Congreso Internacional de Termalismo y Climatismo-FITEC 94, en dicho evento se concluye que el termalismo en el pas no se explota ordenada y cientficamente.

3.5 Propiedades principales del agua El agua pura es incolora, inodora, inspida y transparente, es la sustancia ms abundante y ampliamente distribuida sobre la superficie de la Tierra. Tiene peculiares caractersticas, por ejemplo, al solidificarse aumenta su volumen, alcanza densidad mxima a 4 oC, su calor especfico es mnimo a 35 oC, su calor de vaporizacin y conductividad calrica es elevada; estos factores intervienen en la regulacin trmica de los seres vivientes. El carcter dipolar de la molcula de agua permite asociaciones de molculas entre s mediante enlaces de hidrgeno, unin a otras molculas polares (hidratacin), accin ionizante y la posibilidad de inducir dipolos en molculas no polares, el agua en presencia de ciertas sales se hidroliza, su mineralizacin depende de la naturaleza del terreno que recorre. La eficacia teraputica de un agua mineral est relacionada con su peculiar estructura, sus propiedades fsicas y componentes mineralizantes (1,18 y 19).

8

3.6

Qumica de las aguas termominerales

Las aguas termominerales llamadas minero medicinales, son las mejores para un tratamiento medicinal, desde el punto de vista mdico se distinguen de otras aguas por sus acciones fisiolgicas, como por sus propiedades fsicas, fsicoqumicas y qumicas. Por esta razn, la evaluacin qumica es la base para la clasificacin de estas aguas, reconociendo a los iones predominantes en su composicin e iones que tienen un marcado valor teraputico. Las caractersticas vigentes de las aguas minero medicinales, se fijaron en el Congreso Internacional de Crenologa Mdica en Nauheim, Alemania (1912): Agua minero medicinal corresponde a las aguas que contienen ms de 1 g de materias fijas disueltas en 1000 g de agua, adems de un contenido de gas carbnico y de ciertas materias raras encontradas en ella. Finalmente, estas aguas deben tener una temperatura permanentemente mayor que el promedio anual de la temperatura del lugar de la fuente (5). Segn el contenido mineral y en base a la definicin mencionada, estas aguas medicinales se dividen en dos grupos : - Aguas medicinales mineralizadas, contienen 1 g o ms de disueltas por litro. - Aguas medicinales oligomineralizadas o aguas medicinales mineralizadas simples, que contienen menos de 1 g de materias fijas disueltas y que se distinguen por su contenido de componentes raros farmacodinmicamente eficaces o por su temperatura elevada. La tendencia actual de clasificacin de estas aguas, consiste en considerar slo a los componentes mayoritarios, expresados en porcentajes de miliequivalentes inicos mayores a un 20 % (1, 5), lo cual es ms apropiado y puede proporcionar datos de gran valor para deducir consecuencias farmacodinmicas y teraputicas. Desde el punto de vista crenolgico es importante clasificar las aguas medicinales en funcin de su presin osmtica. Esta determinacin se realiza en comparacin con la de una solucin fisiolgica (plasma sanguneo), que es isotnica y contiene materias fijas

9

en 1000 g de agua 9,5 g de NaCl. Teniendo en cuenta la ionizacin total de esta sal y que la suma de milimoles de sus iones es 325 milimoles, podemos usar este valor como lmite entre las aguas hipotnicas e hipertnicas (5): Hipotnicas menor a 320 milimoles de Na+ y ClIsotnicas de 320 a 330 milimoles de Na+ y ClHipertnicas mayor a 330 milimoles de Na+ y ClEntonces, para saber si un agua es hipotnica, isotnica o hipertnica, se deben sumar las milimoles de Na+ y Cl- determinadas en cada fuente termomineral.

3.7 Caracterizacin de las aguas termominerales La tabla 3 muestra las caractersticas de las aguas termominerales estudiadas. Tabla 3. Propiedades, constituyentes y parmetros de aguas termomineralesPropiedades y constituyentes Color, olor, sabor, depsito, densidad, temperatura, pH, conductividad Fsicas y de agregacin Metlicos Inorgnicos no metlicos Compuestos no disociados Gases libres Dixido de carbono libre, sulfuro de hidrgeno libre. inica, slidos totales secados a 103-105 C, slidos totales disueltos a 180 C, turbidez, alcalinidad a la fenoltalena y al anaranjado de metilo, dureza total, clcica y magnsica, potencial redox y caudal. Litio, sodio, potasio, plata, magnesio, calcio, cinc, cadmio, manganeso, cobre, plomo, cobalto, hierro y aluminio. Fluoruro, cloruro, bromuro, yoduro, bicarbonato, nitrato, carbonato, sulfato y fosfato. Silicio como SiO2 y boro como HBO2. Parmetros a evaluar

Referencia (1,20 y 22)

3.8 Mtodos de determinaciones analticas Los mtodos analticos empleados fueron gravimtrico, volumtrico e instrumental, principalmente la espectroscopa visible, de emisin y de absorcin atmica (23 a 31), en los rangos permitidos por la Ley de Lambert-Beer.

10

3.9 Espectroscopa de absorcin y emisin atmica Al vaporizar las muestras a muy altas temperaturas es posible evaluar las concentraciones de los tomos seleccionados midiendo la absorcin o la emisin a longitudes de onda caractersticas. La espectroscopa atmica comprende la absorcin, emisin y fluorescencia de radiacin electromagntica por tomos o iones elementales en medio gaseoso. Del proceso de atomizacin, por el cual la muestra se convierte en un vapor depende la precisin y exactitud de los mtodos atmicos. La relacin existente entre la concentracin del analito y la seal medida es diferente para los mtodos mencionados. La espectroscopa de emisin de flama (EEF) es un mtodo de emisin, por lo tanto, la intensidad de la radiacin emitida es directamente proporcional a la concentracin, mientras que en la espectroscopa de absorcin atmica (EAA) se mide la absorbancia y la concentracin del analito, la cual est relacionada con la seal por medio de la ley de Lambert Beer (25 a 31).

3.10 Aplicacin de la espectroscopa de absorcin atmica al anlisis de aguas Esta tcnica se ha desarrollado ampliamente en los ltimos aos, las magnficas posibilidades del mtodo y en particular, su rapidez lo han hecho adaptable para la determinacin de un cierto nmero de elementos (metales y metaloides) encontrados en las aguas. Los elementos presentes en el agua pueden clasificarse en: - Elementos predominantes, tales como calcio, magnesio, sodio y potasio, que se encuentran en concentraciones muy superiores a los lmites de deteccin del mtodo de absorcin atmica. - Elementos en estado de trazas, tales como cinc, cobre, hierro, manganeso, aluminio, plata, cobalto, litio y otros, que estn presentes en cantidades inferiores a los lmites usuales de deteccin del mtodo de absorcin atmica. De ser necesario la concentracin de las muestras para alcanzar sus lmites de deteccin se procede a la extraccin con disolventes o concentracin por evaporacin.

11

3.11 Expresin y control de los resultados Los compuestos ionizables se expresan como cationes y aniones, mientras que los compuestos moleculares y gases libres, como molculas. Los resultados se expresan en mg/L, g/L, mmol/L, meq-g/L y % meq-g (anexo III.4). Para controlar los resultados se utiliz el mtodo del balance inico. En teora, la suma de los aniones en una muestra de agua, expresada en miliequivalentes por litro, debe ser exactamente igual a la suma de los cationes expresada de la misma forma, en la prctica, casi siempre existe una diferencia entre esos valores. Se considera un balance inico correcto, si la diferencia entre aniones y cationes en una muestra de agua, es inferior al 2% (10 y 24).

12

4. PARTE EXPERIMENTAL

4.1 Equipos y reactivos 4.1.1 Equipos Los equipos utilizados fueron calibrados de acuerdo a sus respectivos manuales. A. Equipos del laboratorio de la UNASAM - Estufa elctrica, Memmert mx. 220 oC con cronmetro incorporado. - Conductmetro, Hanna Instrumentos. - Termostato electrnico, Biotrn, hasta 80 oC. - Horno mufla, Thermolyne, serie 30400 furnace hasta 1100 oC. - pH metro Hanna Instrumentos, H18424. - Centrfuga, Selecta, hasta 6000 rpm. - Agitador magntico, Hytrel HTR 8068, 1500 rpm. - Espectrofotmetro UV-V, Spectronic 20D series - Milton Roy. B. Equipos del laboratorio de la PUCP - Multmetro lectura en V fluxe 75, serie II. - Fotmetro de llama, Hitachi, Perkin Elmer 139. - Espectrofotmetro de absorcin atmica, Perkin - Elmer 3110.

4.1.2 Reactivos El agua destilada y los reactivos qumicos utilizados, se basaron en las recomendaciones de la APHA. Para aguas: 1080 A, B y C y reactivos: 1070 C. - Solucin de cloroplatinato potsico (Merck). - Solucin patrn de turbidez (1 g/L de caoln seco de malla 200 a 250), (Fisher Scientific Company). - Soluciones patrones de metales de aluminio, cadmio, calcio, cobalto, cobre, hierro, litio, magnesio, manganeso, plata, plomo, potasio, sodio, cinc (Merck).

13

- Soluciones patrones de constituyentes inorgnicos no metlicos de boro, bromuro, fluoruro, yoduro, nitrato, fosfato, slice (Merck). - Reactivo de carmn para boro (Merck). - Solucin rojo de fenol para bromuro (Riedel de Haen). - Solucin estndar de nitrato de plata 0,017 M para cloruro (Merck) - Reactivo zirconil cido sfadns para fluoruro (J.T Beaker). - Soluciones de cido arsenioso, sulfato ferroso amnico y tiocianato de potasio para yoduro (Merck). - Solucin de salicilato sdico para nitrato (Merck). - Reactivo combinado de cido sulfrico, tartrato antimonlico potsico, molibdato amnico y cido ascrbico para fosfato (Merck). - Reactivo molibdato amnico para slice (Merck). - Solucin estndar de yodo de 0,0213 N y de tiosulfato sdico 0,0255 N para sulfuro de hidrgeno libre (Merck). - Solucin de cloruro de bario para sulfatos (Merck). Segn la APHA, 1080 A, B y C, el agua para anlisis no debe contener sustancias que interfieran con los mtodos analticos. La calidad del agua est directamente relacionada con el anlisis que vaya a efectuarse, adems trata de los mtodos de preparacin de agua de calidad para reactivos. Segn la APHA, 1070 C, se utilizarn reactivos de la mejor calidad qumica, aunque ello no se indique cuando se describe un mtodo determinado, se recomienda reactivos grado ACS, adems, la norma trata de los cuidados con los reactivos, preparacin de soluciones y diluciones.

4.2

Seleccin de las fuentes termominerales

Se seleccionaron en funcin de su caudal emergente utilizando el mtodo del recipiente y son: El Pato, La Merced, Chancos y Monterrey. De ellas, actualmente estn en explotacin Monterrey y Chancos, y se encuentran abandonadas El Pato y La Merced. El empleo de este recurso natural en la poblacin del lugar y de los turistas son con fines de recreacin y medicinales.

14

4.3

Ubicacin de las fuentes termominerales

La ubicacin de las fuentes se muestra en la tabla 4 y figura 1. La presentacin de estas fuentes es en orden ascendente de altitud y de norte a sur dentro del Callejn de Huaylas (anexos IV y V). Tabla 4. Principales fuentes termominerales del Callejn de Huaylas. Departamento Provincia Distrito Lugar Altitud (msnm) Latitud Sur Longitud Oeste Zona de vida Temp. mn. (C) Temp. mx. (C) Temp. prom. (C) Precip. pluvial prom. (mm) Humedad rel. (%) El Pato Ancash Huaylas Huallanca Hacienda El Pato 1 377 8490 775112 md-MBT, per rido 18 24 21,5 125 nd La Merced Ancash Carhuaz Hualcn La Merced 2 638 91645 773836 bs-MBT, rido 5 24,5 20 300 60,9-69,9 Chancos Ancash Carhuaz Marcar Chancos 2 726 91912 77369 bs-MBT, rido 4 20 19,5 300 60,9-69,9 Monterrey Ancash Huaraz Independencia Monterrey 3 080 93051 773141 bs-MBT, rido 5 21 16,2 773,7 75

Ubicacin

Datos geogrficos

Datos climticos

Fuente: Inventario del patrimonio turstico de la Regin Ancash, 1998- DRIT.

El mapa ecolgico en el Per presenta una distribucin geogrfica de 84 zonas de vida (de las 103 a nivel del planeta) y 17 formaciones transicionales, esto ha permitido reconocer y demarcar 3 franjas latitudinales: regin latitudinal tropical (35 zonas de vida y 14 transicionales), regin latitudinal subtropical (38 zonas de vida y 3 transicionales) y regin latitudinal templada clida (11 zonas de vida), donde cada regin latitudinal cuenta con un diagrama bioclimtico. Zona de vida es la descripcin de las caractersticas geogrficas, climticas, suelos, vegetacin y usos de la tierra. Las fuentes citadas se encuentran en: (md-MBT) per rido: matorral desrtico, montano bajo tropical per rido y (bs-MBT) rido: bosque seco, montano bajo tropical rido, donde: md y bs = zona de vida, MB = piso altitudinal, T = regin latitudinal y per rido o rido = provincia de humedad (32 a 34).

15

Figura 1. Ubicacin de las fuentes estudiadas en el departamento de Ancash

4.4

Localizacin del punto y mtodo de muestreo.

La localizacin de la toma de muestra se restringe al mismo manantial. En Chancos la muestra se tom de los tres manantiales que se encuentran juntos y son los que alimentan a los cuartos de baos. Debido a la homogeneidad de este tipo de muestras, es fcil obtener muestras representativas y confiables. El mtodo de muestreo empleado fue manual.

4.5

Frecuencia de muestreo

La variabilidad de las aguas subterrneas es menor que la de ros o lagos, el ritmo de cambio de estas aguas es relativamente lento (24). Segn el artculo 13 del reglamento de aguas minero medicinales (4), los concesionarios que explotan este recurso cada tres aos deben presentar a las autoridades competentes el anlisis actualizado de la fuente que explotan. El muestreo para el presente trabajo se realiz una vez al ao, durante tres aos consecutivos, en estaciones de invierno y verano, segn se indica en la tabla 5.16

Tabla 5. Fuente El Pato

Fecha, hora de muestreo y temperatura ambiental Muestreo 1er 2do 3er 1er Fecha 28-03-97 30-07-98 21-10-99 28-03-97 30-07-98 21-10-99 28-03-97 30-07-98 21-10-99 27-03-97 29-07-98 20-10-99 Hora 12:00 11:00 11:30 09:30 16:00 14:00 07:30 18:00 16:00 13:00 14:00 11:00 Temp. Amb.(C) 23 24 24 16 21 20 15 18 19 19 21 18

La Merced

2do 3er 1er

Chancos

2do 3er 1er

Monterrey

2do 3er

4.6

Procedimiento de muestreo

Las muestras para los anlisis fueron tomadas a un nivel intermedio de profundidad y en el mismo punto emergente, tapndolas inmediatamente para evitar en lo posible el contacto con el aire para reducir prdidas de los gases libres y cambios qumicos que alteren sus caractersticas.

4.7

Volumen de muestra Tabla 6. Volumen de muestra Muestra para: Propiedades fsicas Componentes metlicos Componentes no metlicos Gases libres Turbidez y slidos totales Fosfatos17

El volumen de muestra para el anlisis se dividi segn lo indicado en la tabla 6. Volumen Filtrado (L) 1 1 1 1 0,5 Sin filtrar (L) 1 -

4.8

Envases para muestras y lavado

Los envases empleados para guardar las muestras fueron de material de polietileno con tapas de seguridad de un litro de capacidad, excepto para la muestra de fosfato que fue de vidrio. Para el lavado de los envases se tuvo en cuenta las recomendaciones de la APHA y GEMS/AGUA (6 y 24).

4.9

Conservacin de muestras

Las muestras recolectadas se guardaron bajo sombra en cajas de tecnopor con hielo molido. A las muestras destinadas a la determinacin de metales se les agreg 2 mL de HNO3 concentrado por litro de muestra, de esta forma se transport al laboratorio de espectroscopa de la PUCP. Con excepcin de los elementos metlicos, todos los dems parmetros fueron medidos antes de las 24 horas (6 y 24).

4.10.

Determinaciones in situ

En el mismo lugar de las fuentes se determinaron el olor, sabor, temperatura, pH, conductividad inica , dixido de carbono libre y caudal (6, 7 y 24).

4.11. Tratamiento estadstico a los resultados En la fotometra de emisin de llama, colorimetra y absorcin atmica es necesario construir una curva patrn, para estimar si los datos experimentales se ajustan o no a la lnea recta patrn, se calcul el coeficiente de correlacin r, cuyo valor aceptable debe oscilar de 0,95 a 1,0 (35), (ver anexo I). Se determin el lmite de seguridad para una confiabilidad del 95 %, con el fn de que el valor verdadero del resultado se encuentre dentro de este intervalo de confianza.

18

4.12.

Mtodos de determinaciones analticas

Las tablas del 7 al 11, indican los mtodos de anlisis de los parmetros a medir. Tabla 7. Mtodos de anlisis de las propiedades fsicoqumicasParmetros Color Olor Sabor Depsitos Densidad Temperatura pH Conductividad inica Slidos totales a 103-105 C (ST) Slidos totales disueltos a 180 C (STD) Turbidez Alcalinidad a la fenolftalena (AF) Alcalinidad al anaranjado de metilo (AAM) Dureza total (DT) Dureza clcica (DCa) Dureza magnsica (DMg) Potencial redox (rH) Caudala a a

Mtodos Colorimtrico, Pt-Co ,(6) Apreciacin sensorial personal. Apreciacin sensorial personal. Qumico (1) Mtodo del picnmetro (7)

Expresin de cuantificacin Color = (UC)ledo x Fdil Determinacin cualitativa Determinacin cualitativa Determinacin cualitativa D = M-m M1-m Determinacin directa Determinacin directa Determinacin directa ST = m* x 106 V STD = m* x 106 V Turbidez = (UT)ledo x Fdil AF = T x G x 1000 V AAM = T x G x 1000 V DT = T* x G x 1000 V DCa = T* x G x 1000 V DMg = DT - DCa rH = 213 + Valor de lectura Q= V t m* = Masa del residuo (g) V = Volumen de muestra (mL) Fdil = Factor de dilucin T = 1 mg CaCO3/mL H2SO4 T* = 1 mg CaCO3/mL EDTA G = Gasto en la titulacin (mL) t = Tiempo

Unidades UC

g/mL C pH mS/m mg/L mg/L UT mg CaCO3/L mg CaCO3/L mg CaCO3/L mg CaCO3/L mg CaCO3/L mV (UH/Pt) L / min

Termomtrico: 2550-B (6) Potenciomtrico: 4500-B (6) a Conductimtrico (6, 7)a a

Gravimtrico: 2540-B (6) Gravimtrico: 2540-C (6) Fotomtrico con caoln Volumtrico: 2320-B (6, 36) Volumtrico: 2320-B (6, 36) Volumtrico: 2340-C (6, 36)

b a a

a a

Volumtrico. 3500-Ca D (6, 36) a Mtodo de clculo por diferencia: 3500-Mg E (6, 36) Potenciomtrico (7)c

Mtodo del recipiente

a = APHA b = Kurita Central Laboratories c = ITDG (Manual de Minicentrales hidrulicas) 1 UC = 1 mg Pt/L M = Masa del picnmetro con muestra m = Masa del picnmetro M1 = Masa del picnmetro con agua bidestilada 1 UT = 1 mg Caolin/L

19

Tabla 8. Mtodos de anlisis de los constituyentes metlicosElementos Litio Sodio Potasio Plata Magnesio Calcio Cinc Cadmio Manganeso Cobre Plomo Cobalto Hierroa

Mtodos Fotometra de emisin de llama 3500-Li D (6) Fotometra de emisin de llama 3500Na D (6) Fotometra de emisin de llama 3500-K D (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Ag B (6) Mtodo de clculo 3500-Mg E (6, 7, 36) Mtodo titulomtrico de EDTA 3500-Ca D (6, 7, 36) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Zn B (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Cd B (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Mn B (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Cu B (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Pb B (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Co B (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Fe B (6) Espectrofotometra de absorcin atmica: 3500-Al B (6)

Expresin de cuantificacin Li = (gLi) ledo V Na = (mg /L ) ledo x Fdil K = (mg /L ) ledo x Fdil Ag = (mg /L ) ledo Fcc Mg = T x G* x 1000 V Ca = T* x G x 1000 V Zn = (mg /L ) ledo Fcc Cd = (mg /L ) ledo Fcc Mn = (mg /L ) ledo Cu = (mg /L ) ledo Fcc Pb = (mg /L ) ledo Fcc Co = (mg /L ) ledo Fcc Fe = (mg /L ) ledo x Fdil o Fe = (mg /L ) ledo Fcc Al = (mg /L ) ledo Fcc

Unidades mg Li/ L mg Na/ L mg K/ L mg Ag/ L mg Mg/ L mg Ca/ L mg Zn/ L mg Cd/ L mg Mn/ L mg Cu/ L mg Pb/ L mg Co/ L mg Fe/ L

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

Aluminio

a

mg Al/ L

a T T* G* Fcc Fdil V

= APHA = 0,24305 mg Mg/mL EDTA = 0,4008 mg Ca/ mL EDTA = Gasto de la titulacin (DT- DCa ) (mL) = Factor de concentracin = Factor de dilucin = Volumen de muestra (mL)

20

Tabla 9. Mtodos de anlisis de los constituyentes inorgnicos no metlicosIn Fluoruro Cloruro Bromuro Yoduro Bicarbonato Nitrato Carbonato Sulfato Fosfatoa

Mtodos Colorimtrico, sfadns: 4500-F D (6) Volumtrico, argentomtrico: 4500Cl- B (6) Colorimtrico, rojo de fenol: 4500Br- B (6) Colorimtrico, reduccin cataltica: 4500-I- C (6)-

Expresin de cuantificacin F = (mg/L) ledo x Fdil Cl- = T x G x 1000 V Br- = (mg/L) ledo x Fdil I - = (mg/L) ledo x Fdil HCO-3 = T* x G x 1000 V NO-3 = (g) ledo x Fg x Fdil V CO32- = T**x G x 1000 V SO42- = M x F*g x 1000 V PO43- = (mg/L) ledo x F dil-

Unidades mg F- /L mg Cl- /L mg Br- /L mg I- /L mg HCO-3 /L mg NO-3 /L mg CO32- /L mg SO42- /L mg PO43- /L

a

a

a

Volumtrico, H2SO4: (36) Colorimtrico, salicilato sdico (7) Volumtrico, H2SO4: (36)a

Gravimtrico, combustin de residuos: 4500-SO42- C (6) Colorimtrico, cido ascrbico : 4500-P E (6)

a

T = 0,6027 mg Cl-/ mL AgNO3 T* = 1,2222 mg HCO3-/ mL H2SO4

T** = 0,6000 mg CO32-/ mL H2SO4 M = mg de BaSO4

Fg = NO3-/ N F*g = SO42-/ BaSO4

Tabla 10.Elemento Silicio Boroa = APHAa

Mtodos de anlisis de los compuestos no disociadosMtodos Expresin de cuantificacin SiO2 = (gSiO2)ledo V HBO2 = (gB)ledo x Fdil x Fg V Unidades mg SiO2/L mg HBO2/L

Colorimtrico, molibdosilicato: 4500-Si D (6) Colorimtrico, Carmn: 4500-B C (6)Fg = HBO2/ B

a

Tabla 11. Mtodos de anlisis de los gases libresAnalito Mtodos Expresin de cuantificacin CO2 libre = (#meq-g CO2) x 44 000 V H2Slibre = {(#meq-g S2-)total - (#meq-g S2-)solub} x 17 000 V Unidades mgCO2/L mgH2S /L

Dixido de Volumtrico: carbono libre NaOH, (7) Sulfuro de hidrgeno libre Volumtrico: yodomtrico (7)

21

4.13 Descripcin de los mtodos de anlisis 4.13.1 Propiedades fsicoqumicas.

a) Color En esta determinacin se emple el mtodo del platino-cobalto. Se preparar un conjunto de patrones de color de diferentes UC (anexo I.1), luego se procedi a medir las absorbancias a 440 nm en el espectrofotmetro, se midieron tambin para las muestras filtradas. Se construy la curva patrn y con ella se determin las UC de las muestras de cada fuente estudiada. b) Olor En un erlenmeyer de 500 mL, se tom 200 mL de muestra caliente, se tap, agit, luego se destap y se procedi a oler con cuidado, por tanto, el resultado fue una apreciacin sensorial personal del olor de las fuentes estudiadas. c) Sabor Se recogi 200 mL de agua caliente de cada fuente, se enfri hasta aproximadamente 30 C, luego se sabore un volumen pequeo de muestra, movindolo en la boca durante varios segundos, luego se expuls sin deglutirlo, por tanto, el resultado fue un juicio sensorial personal del sabor de estas aguas. d) Depsito Es materia suspendida que se deposita por gravedad en el fondo y curso de las fuentes, se origina por cambios de temperatura, prdida de CO2 , oxidacin y neutralizacin de cargas elctricas. Estos depsitos fueron de color pardo rojizo y blanco. Se tom 2 g del depsito pardo rojizo, se disolvi con HCl (1:1) y se dividi en dos alcuotas, a la primera se le adicion tiocianato potsico 0,5 M, obtenindose una solucin de color rojo; a la segunda se le adicion ferrocianuro potsico 0,5 M obtenindose un precipitado azul; estas pruebas cualitativas indicarn presencia de hierro. El depsito blanco se trat con cido clorhdrico (1:1) producindose una efervescencia, lo que indic presencia de carbonato. e) Densidad Esta determinacin se realiz a 15 C con un picnmetro de 50 mL de capacidad. Se midi la masa del picnmetro vaco, luego con agua bidestilada y finalmente con la muestra, luego se dividi la masa de la muestra con respecto al agua bidestilada.

22

f) Temperatura La temperatura de un agua termomineral es de gran inters teraputico. Su determinacin se realiz in situ, se introdujo el termmetro directamente al centro de la fuente por 10 minutos y se tom la lectura sin sacar el termmetro del agua. g) pH Esta medicin se realiz in situ introduciendo el electrodo del potencimetro en un vaso con muestra, la cual estaba sumergida en la misma fuente. h) Conductividad inica Esta determinacin se realiz in situ en forma similar al pH. i) Slidos totales secados a 103 105 C Esta determinacin se realiz con la muestra sin filtrar. Primero se pes la cpsula de evaporacin vaca, se coloc un volumen conocido de muestra y se llev a sequedad a 105 C hasta peso constante, el aumento de peso con respecto a la cpsula vaca representa los slidos totales. j) Slidos totales disueltos secados a 180 C Esta determinacin se realiz con la muestra filtrada a la temperatura de 180 C, en forma similar a la de los slidos totales. k) Turbidez La turbidez del agua es producida por materias en suspensin. En esta determinacin se prepararon un conjunto de patrones de diferentes UT, a partir de una solucin stock de 1000 UT, (1 g de caoln seco de malla 200 a 250 en un litro de agua), (anexo I.2). Luego se midieron las absorbancias a 660 nm, tanto para los patrones y muestras sin filtrar. Se construy la curva patrn y a partir de ella se determin la turbidez de las muestras. l) Alcalinidad La alcalinidad a la fenolftalena y al anaranjado de metilo se realiz por titulacin con H2SO4 0,02 N, hasta el cambio de color de los indicadores respectivos. m) Dureza La dureza total y clcica se determinaron por titulacin con EDTA 0,01 M a un pH de 10 y 12, hasta el cambio de color del respectivo indicador. La dureza magnsica se determin por la diferencia entre la dureza total y dureza clcica.

23

n) Potencial redox Esta medicin se realiz antes de las 24 horas de tomada la muestra a 25 C y por va potenciomtrica, introduciendo directamente el electrodo en la muestra. o) Caudal Para esta medicin se utiliz el mtodo del recipiente que consiste en canalizar todo el agua de la fuente y medir el tiempo en que tarda en llenarse un recipiente de volumen conocido (10 L).

4.13.2 Constituyentes metlicos a) Litio, Sodio y Potasio Estos elementos se determinaron por el mtodo fotomtrico de emisin de llama: 3500-Li D; 3500-Na D y 3500-K D de (6). De acuerdo al mtodo, se prepararon un conjunto de soluciones patrones de litio, sodio y potasio, con el fin de obtener las concentraciones de las muestras de aguas estudiadas (anexo: I.3 a I.5). b) Magnesio y Calcio En la determinacin del magnesio se emple el mtodo de clculo por diferencia, 3500-Mg E y para el calcio el mtodo titulomtrico directo con EDTA a pH = 12, 3500-Ca D segn (6). c) Plata, Cinc, Cadmio, Manganeso, Cobre, Plomo, Cobalto, Hierro y Aluminio El mtodo empleado para estas determinaciones fue el espectrofotomtrico de absorcin atmica directa: 3500-Ag B, 3500-Zn B, 3500-Cd B, 3500-Mn B, 3500-Cu B, 3500-Pb B, 3500-Co B, 3500-Fe B y 3500-Al B de (6). Segn este mtodo es necesario preparar un conjunto de soluciones patrones de cada elemento, para determinar las concentraciones de las muestras de aguas estudiadas (ver anexos: I.6 a I.14). un

4.13.3 Constituyentes inorgnicos no metlicos inicos y no disociados. a) Fluoruro, Bromuro, Yoduro, Nitrato, Fosfato, Silicio y Boro. Estas determinaciones se realizaron por colorimetra: para fluoruros 4500-F- D, mtodo del SFADNS; para bromuros 4500-Br- B, mtodo del rojo de fenol; para yoduros 4500-I- C, mtodo de reduccin cataltica; para nitratos mtodo del salicilato sdico; para fosfatos 4500-P E, mtodo del cido ascrbico; para silicio

24

4500-Si D, mtodo del molbdosilicato y para el boro 4500-B C, mtodo del carmn segn (6), excepto el nitrato que fue segn Rodier (7). Este mtodo requiere un conjunto de soluciones patrones para determinar la concentracin de las muestras de aguas de las fuentes estudiadas (ver anexos: I.15 a I.21). b) Cloruro, Bicarbonato y Carbonato Para estas determinaciones se emple el mtodo volumtrico de titulacin directa: para cloruros 4500-Cl- B, mtodo argentomtrico (6), carbonatos mtodo de titulacin con H2SO4 (36). para bicarbonatos y

4.13.4 Gases libres a) Dixido de carbono libre En esta determinacin se emple el mtodo volumtrico de titulacin por retroceso, donde el dixido de carbono libre de la muestra de agua se neutraliz con un ligero exceso de solucin de hidrxido sdico. Luego este exceso se titul con una solucin de cido clorhdrico (7). b) Sulfuro de hidrgeno libre El sulfuro de hidrgeno libre es igual a la diferencia entre el sulfuro total y sulfuro que queda en la muestra despus de desalojar el H2S libre. Estos sulfuros se determinaron por el mtodo volumtrico de titulacin por retroceso, donde los sulfuros de la muestra se hacen reaccionar con un exceso de solucin de yodo , luego este exceso se titula con una solucin de tiosulfato de sodio usando como indicador una solucin de almidn (7). En este anlisis fue necesario construir el equipo de arrastre del sulfuro de hidrgeno libre.

Figura 2. Equipo para el arrastre de H2S

25

5. RESULTADOS

5.1

Resmenes de los resultados de los anlisis

Las tablas 12 a 15, muestran los resultados de las propiedades fsico- qumicas, constituyentes metlicos, constituyentes no metlicos inorgnicos inicos y no disociados, y gases libres de las aguas termominerales estudiadas.

Tabla 12. Propiedades fisicoqumicas de las fuentes estudiadas

Propiedades Color (UC) Olor Sabor Color de sedimento Densidad (g/mL 15 C) Temperatura (C) pH Conductividad inica (mS/m) ST secados a 105 C (mg/L) STD secados a 180C (mg/L) Turbidez (UT) AF (mg CaCO3/L) AAM (mg CaCO3/L) DT (mg CaCO3/L) DCa (mg CaCO3/L) DMg (mg CaCO3/L) Potencial redox [mV(UH/Pt)] Caudal (L/min)

El Pato 69,753 1,2 % Trreo Salado metlico amargo Pardo rojizo 1,0039 0,02 % 62,700 1,0 % 6,770 0,4 % 144,267 1,1 % 1018,6671,5 % 981,333 1,5 % 18,212 1,0 % nd 261,333 1,1 % 233,333 0,6 % 187,333 1,5 % 46,000 4,3 % 387,333 1,0 % 87,300 3,9 %

La Merced 64,454 3,3 % Trreo Metlico salado Pardo rojizo 1,0037 0,00 % 39,300 0,6 % 6,227 1,0 % 70,067 4,4 % 562,667 2,0 % 488,000 2,0 % 120,275 3,0 % nd 240,000 0,0 % 136,000 0,0 % 91,333 1,7 % 44, 667 3,4 % 400,333 1,0 % 96,300 3,5 %

Chancos 7,271 0,0 % Trreo Salado Blanco 1,0041 0,02 % 66,000 0,8 % 7,390 2,2 % 549,000 0,4 % 3508,0000,3 % 3365,3330,3 % 5,508 3,3 % nd 742,667 0,4 % 407,333 0,7 % 340,000 0,0 % 67,333 4,2 % 362,667 1,0 % 95,667 4,0 %

Monterrey 72,711 1,5 % Trreo Salado metlico Pardo rojizo 1,0042 0,00 % 47,033 1,7 % 6,770 1,0 % 559,167 0,5 % 3754,6670,4 % 3509,3330,2 % 57,596 3,2 % nd 408,667 0,7 % 170,667 0,9 % 126,667 1,2 % 44,000 2,2 % 353,667 0,8 % 375,000 1,0 %

nd = no detectado, concentracin inferior al lmite de deteccin (anexo II.7)

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Tabla 13. Constituyentes metlicos en las fuentes estudiadasElemento mg/LLi Na K Ag Mg Ca Zn Cd Mn Cu Pb Co Fe Al 2,626 3,2% 218,5570,5% 22,497 0,0% 0,012 0,0% 11,180 4,3% 75,083 1,5% 0,013 4,4% 0,004 2,9% 0,987 3,2% 0,010 0,0% nd 0,014 0,0% 1,617 2,4% 2,017 0,6%

El Pato mmol/L meq/L % meq0,378 9,507 0,575