Caracterización hidrogeoquímica de los flujos de agua subterránea que alimentan el sistema hídrico del Salar de Pastos Grandes, Argentina

Abstract

El Salar de Pastos Grandes está ubicado en la provincia de Salta, Argentina, a aproximadamente 230 kilómetros (km) al oeste de la capital provincial. Se realizaron diferentes actividades a fines de determinar las características de la salmuera y de las litologías que la albergan, permitiendo estimar la factibilidad de una extracción con fines económicos de litio (en sus formas de carbonato y/o cloruro). Para ello, desde el año 2016 y hasta el año 2020, se perforaron 22 pozos de exploración diamantina (perforaciones efectuadas en diámetro HQ, habilitados con tubería de PVC de 2” y utilizados para el control de niveles), 4 pozos de exploración (perforaciones efectuadas con el método de rotación, habilitados en 10” y 6” para la extracción de salmueras), con profundidades comprendidas entre 121 a 641 metros (m) y 7 pozos para el abastecimiento de agua de uso industria (perforaciones efectuadas con el método de rotación, 4 de ellos habilitado con tubería de 6” y con el objetivo de explorar aguas de baja salinidad) y con profundidades de entre 42 a 70 m. Durante la perforación de los pozos de exploración diamantina, se obtuvieron 335 muestras de salmuera para su análisis químico, a profundidades de entre 7 a 641 m. Si bien se perforaron 7 pozos de exploración de agua para uso industrial, sólo a 4 de ellos se les realizaron ensayos hidráulicos, obteniendo en cada uno de ellos una muestra de agua para su análisis químico. En conjunto con la obtención de muestras de agua subterránea, en el mes de junio 2021 se obtuvieron 5 muestras de agua superficial, las que se recolectaron en los bordes norte y este del salar. Las descripciones litológicas efectuadas en los pozos de exploración diamantina, los valores de conductividad hidráulica y permeabilidad teórica y los valores de porosidad efectiva obtenida en laboratorio de las diferentes litologías permitieron definir cinco unidades hidrogeológicas: una unidad de arcillas y limos, una unidad de evaporitas, unidad de arenas, arenas limosas, una unidad de gravas y brechas y otra unidad dada por areniscas. Referente a las aguas subterráneas, se reconocen, según sus valores de conductividad eléctrica, 3 tipos de aguas. La primera de ellas corresponde a aguas de baja salinidad, las cuales se ubican al norte del salar y presentan valores de CE de hasta 500 microSiemens por centímetro (μS/cm) y son muestras de aguas de pozos de hasta 56 m de profundidad. El segundo grupo de aguas corresponde a aguas de salinidad intermedia, con valores de CE de hasta 90.000 μS/cm, y al igual que las muestras de agua de baja salinidad, se ubican al norte del Salar de Pastos Grandes, en la zona de sedimentos aluviales, pero a profundidades de entre 50 a 280 m. El tercer grupo de muestras corresponden a muestras de agua de salinidad alta (salmuera), con valores de CE de 150.000 μS/cm o superior, las cuales se ubican en el salar mismo, así como en sus márgenes norte y sur. En cuanto a las aguas superficiales, los cursos reconocidos se ubican tanto en los márgenes norte y este, siendo las aguas del margen norte las que presentan la menor salinidad, con valores de CE de entre 0,6 a 7 mS/cm mientras que las muestras de agua superficial del lado este del salar presenta valores de CE de entre 3,9 a 127,5 mS/cm. En base a los caudales medidos, los principales aportes corresponden a las muestras del margen este. De acuerdo al análisis hidroquímico, las aguas subterráneas se clasifican, prácticamente en su totalidad, como clorurada – sódicas, a excepción de aquellas muestras ubicadas en el margen norte del salar, y que corresponden a las muestras obtenidas en los ensayos hidráulicos de los pozos para uso industrial, las que varían de bicarbonatada – cálcicas para la muestra ubicada en las cercanías del poblado de Pastos Grandes, pasando por aguas del tipo mixta para aquellas ubicadas en la zona del abanico aluvial ubicado al norte del salar de Pastos Grandes y finalizando con aguas del tipo clorurada – sódica para aquella muestra ubicada en el margen norte del salar. Las aguas superficiales, por su parte, presentan una variación en su calidad, en donde las aguas de menor salinidad se localizan en el margen norte del salar, mientras que las aguas del margen este varían de salobres a saladas. Los índices de saturación calculados permiten determinar que independiente de la unidad hidrogeológica a la cual pertenecen las aguas subterráneas, éstas se encuentran en equilibrio para el yeso y la halita, mientras que, para el caso de la aragonita, calcita, dolomita y magnesita, éstas se encuentran sobresaturadas y para el caso de la silvita y la anhidrita, éstas se encuentran subsaturadas. Los principales procesos que explican la variación composicional de las aguas subterráneas corresponden a procesos de disolución y/o precipitación de minerales evaporíticos, carbonáticos o sulfatados junto con procesos de intercambio catiónico, mientras que, para el caso de las aguas superficiales, la evaporación explica la variación composicional de las aguas, seguido de procesos de disolución o evaporación, principalmente de minerales sulfatados. Si bien no se descarta la existencia de otros procesos, con los análisis efectuados no es posible su determinación.