INTRODUCCIÓN

La energía geotérmica es un tipo de energía limpia caracterizada por la amplia distribución continental, bajos niveles de contaminantes y utilidad directa. El desarrollo de la energía geotérmica se inició rápidamente a partir de la década de los setenta^1),(2, en respuesta a los graves problemas como la expansión demográfica, la contaminación ambiental y la escasez de energía. La energía geotérmica es una fuente de energía alternativa con mayor atención² por ejemplo en China, donde existen 4000 aguas termales con temperaturas superiores a los 25 ºC³. Los recursos geotérmicos derivados equivalen a 2,5 x 10-22 J, y la cantidad de energía geotérmica aprovechable es de aproximadamente 7,5 x 10-21 J⁴. la energía geotérmica que se explota en China es de 1,8 x 1019J, lo que equivale a una reducción de 1,4 x 108 t de emisión de CO₂⁵.

Las aguas termales son parte de la energía geotérmica que se observa en todos los continentes^6),(7),(8. La exploración de los recursos hídricos termales con aplicaciones medicinales se ha incrementado desde el siglo XIX^9),(10, sin embargo la investigación biológica en aguas termales, se inició en los años 50¹¹. La comunidad microbiana presente en las aguas termales son bacterias y arqueas de naturaleza termófila e hipertermófila^{12),(13),(14),(15),(16}.

Las aguas termales tienen características particulares que dependen de la composición de las rocas internas y superficiales, y de las reacciones químicas que pueden ocurrir¹⁴ , por lo tanto, las aguas termales contienen minerales como: Ca, Na, Mg, Cl-, SO₄ ^2- y SiO₄ ^4-, que generalmente están presentes en aguas geotérmicas con aplicaciones médicas¹⁶. Además, las aguas termales también contienen Rn²²² y Ra²²⁶ en concentraciones de 0,48 -1,54 Bq/L¹⁷.

Las aguas termales alrededor del mundo han sido debidamente estudiadas e identificadas. En Chongqing, sureste de China se ubican acuíferos de rocas carbonatadas en cuyas aguas termales predominan los elementos químicos como Ca, Mg, SO₄ y Ca, SO₄ ^2- con altas concentraciones de Ca²⁺ y SO₄ ^2- se derivan de la disolución de rocas carbonatadas³. En Changal, norte de Irán, las fuentes termales son del tipo Na, Cl y CaSO₄, caracterizadas por las rocas calizas y carbonatadas de Asmari^18),(19, la alta concentración de Na, Ca y Mg en las fuentes termales es causada por las interacciones agua-roca y el intercambio de cationes en las rocas carbonatadas¹⁸, mientras que la hidrogeoquímica de las aguas termales de Birdsville, ubicadas en el noreste de Australia, tiene una composición de tipo Na-HCO₃-Cl²⁰. Las aguas termales de Pamukkale en Turquía se pueden dividir en dos grupos: grupo 1A: Ca-HCO₃ y grupo 1B: Ca-SO₄, las concentraciones de estos elementos se deben a la interacción agua-rocas metamórficas basales²¹. El efecto positivo sobre la salud física y mental del uso de aguas termales han confirmado el alivio del dolor físico^22),(23), también los efectos relajantes y sedantes^13),(24 y el alivio de la artritis reumatoide²⁵. En este estudio se caracterizó las aguas termales de “putina” en 6 muestras ubicadas en el distrito de Putina de Puno, Perú.

EXPERIMENTAL

Análisis

Se utilizaron gráficos de Piper^28),(29 de los principales cationes y aniones (Fig. 1) para mapear las facies hidrogeoquímicas de las muestras de agua termal de Phutina y para demostrar diferentes tipos hidroquímicos de agua³⁰.

Tabla 1 Parámetros físico-químicos de las muestras de agua termal de Putina. La temperatura del agua (T) en ºC, la concentración de cationes y aniones en mg/L. 

Los índices físicos y químicos de las seis muestras: S1, S2, S3, S4, S5 y S6 (Fig. 1) de las aguas termales “Phutina” ubicadas en el distrito de “San Antonio de Putina”, Perú, se presentan en tabla 1, según las dos áreas de estudio. Los principales cationes y aniones presentes en las aguas termales de Phutina son: K⁺ Mg²⁺ Ca²⁺ Na⁺, y HCO^3-,CO₃ ^2-, SO₄ ^2-) respectivamente, según zonas de estudio (Tabla1), los principales cationes son el Na⁺ y Ca²⁺ son 1152.58 - 1223.71 mg/L y 257.76 - 278.15 mg/L respectivamente y los principales aniones presentes en las muestras de agua “Phutina” son : Cl^- y SO₄ ^2- con valores mínimos y máximos 2491.28 - 2520.08 mg/L y 751.54- 792.13 mg/L respectivamente. El rango de pH de 6.01 a 7.02 indica basicidad débil. La alta concentración de SO₄ ^2- y los iones Ca²⁺ es característico de las aguas termales generalmente salobres³¹.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Las aguas termales tienen una composición inicial debida a la acción de procesos físico-químicos que ocurren entre el agua y las rocas la alta concentración de SO₄ ^2- está asociada a acuíferos carbonatados^{32),(33),(34),(35)} los iones principales de las aguas termales de Phutina son SO₄ ^2- y Ca^2+. La concentración de SO₄ ^2- está asociada a aguas termales de origen volcánico, cuyo proceso químico viene dado por: H₂S + 2O₂ + 2CaCO₃ = 2Ca₂+ + SO₄ ^2- + 2HCO₃ ^-(36. En las aguas termales de Putina el coeficiente de correlación de la concentración de SO₄ ^2- y la concentración de Ca²⁺ es de 0,98. SO₄ ^2- y Ca²⁺ se derivan de la disolución de evaporados como yeso y anhidrita, mientras que en las aguas termales de Phutina el coeficiente de correlación entre SO₄ ^2- y Ca²⁺ es - 0,78, lo que significa que SO₄ ^2- y Los iones Ca²⁺ no se derivan de la disolución de evaporados como el yeso y la anhidrita^{33),(37),(38),(39}. En las aguas termales de Putina el coeficiente de correlación positivo entre Na⁺ y Cl^- es de 0,98 mientras que en las aguas termales de Phutina el coeficiente de correlación entre Na⁺ y Cl^- es de 0,96 lo que implica la disolución de sales presentes en las rocas^19),(26),(37.

Fig. 1 Piper plot of the Phutina thermal water samples, All the samples are of the Na, K-Cl type. 

La concentración de Mg²⁺ en las aguas termales de Phutina es similar a la de Obuki Spring³⁸, y al agua termal Karstic en Chongqing³⁹. En el agua termal de Putina el coeficiente de correlación de las concentraciones de Mg²⁺ y las concentraciones de HCO₃ ^- es de -0,94 mientras que en las aguas termales de Phutina el coeficiente de correlación entre Mg²⁺ y HCO₃ ^- es de -0,48 lo que implica que la concentración de Mg⁺² no se deriva de Dolomita, esto sugiere que la concentración de Mg+2 se deriva de rocas que contienen sulfato de magnesio³². La baja concentración del anión HCO₃ ^- en las aguas termales de Phutina (Tabla 1), sugiere que la producción de Ca²⁺ se forma a través de la disolución de yeso y anhidrita^32),(40. Las aguas termales de Phutina se ubican en un grupo en los diagramas de Schoeller²⁹. Las aguas termales presentan una concentración importante de Na, Cl y CO₃ (meq/L), característica de aguas termales generalmente salobres^{26) (41) (42) (43}.

CONCLUSIÓN

Las manantiales de aguas termales de Phutina en Puno, distrito de San Antonio, suroeste de Perú, están formados por rocas de arenisca roja y conglomerados y una secuencia gruesa de rocas del Cretácico - de carbonato²⁶. Los iones principales son Na⁺, Ca²⁺, Cl^- y CO₃ ^2-. Según los diagramas de Piper²⁸, los tipos químicos de las muestras de aguas termales de Phutina son Na⁺ y K⁺ (76%) y Cl- (72%), éstos son característicos de las aguas termales generalmente salobres. Los valores de conductividad eléctrica (EC) del agua termal de Phutina son 3160 - 3184 µS/cm, las aguas termales tienen alta conductividad eléctrica demostrando así la interacción con la roca huésped por mucho tiempo³³.