Isótopos ambientales en agua subterránea: origen, altitud de recarga y edad

Fundamento

El agua lleva su historia escrita en su composición isotópica. Los isótopos estables de oxígeno e hidrógeno se fraccionan durante la evaporación y la condensación, de modo que la lluvia se empobrece en isótopos pesados con la altitud, la latitud y la distancia al mar; midiendo esas relaciones por espectrometría de masas de relación isotópica o por espectroscopía láser y comparándolas con la recta meteórica local, construida con lluvia de la zona, se determina el origen del agua y la altitud de la zona de recarga, y se detecta si el agua sufrió evaporación antes de infiltrarse, que la desvía de la recta. El tritio, isótopo radiactivo del hidrógeno con vida media de algo más de doce años, sirve para distinguir agua reciente de agua antigua: el pico de las pruebas nucleares atmosféricas dejó una marca que todavía se usa como referencia, y un agua sin tritio detectable entró al acuífero antes de esa época. Para aguas más antiguas se usa el carbono 14 del carbono inorgánico disuelto, que permite datar decenas de miles de años, con correcciones por el aporte de carbono de los carbonatos del acuífero. Los gases nobles disueltos aportan la temperatura de recarga, que dice bajo qué clima entró esa agua. La interpretación se hace siempre en conjunto y contra una red de referencia local.

Analito (qué se mide)

Isótopos estables de oxígeno e hidrógeno, tritio, carbono 14 y gases nobles disueltos

Matriz (en qué muestra)

Agua de pozos y de manantiales; agua de lluvia de estaciones de referencia; agua superficial de ríos y lagos; agua de acuíferos profundos; agua de recarga artificial

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Espectrómetro de masas de relación isotópica o analizador láser de isótopos de agua; contador de centelleo líquido de bajo fondo con enriquecimiento electrolítico para tritio; línea de preparación y espectrometría para carbono 14; equipo de muestreo de gases nobles; acceso a laboratorios especializados.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Patrones internacionales de agua para la escala isotópica; líquido de centelleo; reactivos de preparación de carbono; gases de referencia.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Botellas de vidrio con tapa hermética sin espacio de aire; tubos de cobre con abrazaderas para gases nobles; bidones para tritio; precintos.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Botellas y tubos; patrones; líquido de centelleo; guantes.

Unidad

kg/kg · delta oxígeno 18 y delta deuterio (‰ frente a la referencia internacional) · exceso de deuterio · tritio (UT) · carbono 14 (porcentaje del moderno) y edad corregida · temperatura de recarga por gases nobles

Rango de referencia

Las aguas modernas conservan tritio medible; su ausencia indica recarga anterior a la era de las pruebas nucleares. Las relaciones de isótopos estables se comparan siempre con la recta meteórica local y no con la global

Norma que lo exige

Los códigos de aguas provinciales y los planes de gestión de las autoridades de cuenca, que requieren caracterizar el origen y la renovabilidad del recurso para otorgar permisos de explotación; los estudios de impacto ambiental de proyectos que afectan acuíferos; los programas internacionales de redes isotópicas de precipitación

Norma que describe la técnica

Las guías del organismo internacional de energía atómica sobre uso de isótopos ambientales en hidrología, con los procedimientos de muestreo, análisis e interpretación; las normas sobre escala isotópica y materiales de referencia; los manuales de hidrología isotópica; los protocolos de las redes de precipitación isotópica

Edición y vigencia de la norma

Guías del organismo internacional de energía atómica sobre hidrología isotópica vigentes

Volumen de muestra

Destructivo. De 50 mL para isótopos estables a varios litros para tritio y decenas de litros para carbono 14 por precipitación

Conservación y transporte

Las botellas para isótopos estables se llenan por completo y se cierran sin espacio de aire, porque cualquier cámara de aire produce evaporación dentro del frasco y modifica la relación isotópica de manera irreversible; se guardan en frío y no se congelan. Las muestras de gases nobles se toman en tubos de cobre sellados con abrazaderas, sin burbujas, con una técnica específica que hay que ensayar antes de ir al campo. Se registran la fecha, la profundidad de captación y las condiciones del pozo, sin las cuales la interpretación no se puede hacer.

Límite de detección típico

El tritio con enriquecimiento electrolítico se mide en fracciones de unidad de tritio; los isótopos estables se resuelven en décimas de por mil

Incertidumbre típica

Del orden de 0,1 ‰ en oxígeno 18 y 1 ‰ en deuterio; la edad por carbono 14 arrastra la incertidumbre del modelo de corrección, que es la dominante

Área

Aguas; Geología y minería

Fecha de última actualización: 10/9/2026