Figura 1. Sistemas de acuífero libre y confinado. Fuente: Modificado a partir del sitio web: https://aquabook.irrigacion.gov.ar/407_0
La datación de aguas subterráneas con tritio es una técnica fundamental en el estudio de los recursos hídricos subterráneos, ya que permite estimar el tiempo que el agua ha permanecido en los acuíferos. Basada en las propiedades únicas del tritio (3H), un isótopo radiactivo del hidrógeno, esta metodología ha sido una herramienta clave desde mediados del siglo XX para comprender los procesos de recarga y flujo en sistemas subterráneos. Para explorar su importancia, es necesario comprender primero qué son las aguas subterráneas y qué caracteriza al tritio.
El agua subterránea es agua almacenada en los poros y grietas de las rocas y sedimentos debajo de la superficie terrestre. Es una parte importante del ciclo hidrológico y es la principal fuente de agua dulce en muchas partes del mundo. Esta agua se encuentra en formaciones geológicas denominadas acuíferos, las cuales se caracterizan por su capacidad de almacenar y transmitir agua en cantidades importantes. Los acuíferos pueden clasificarse en confinados y libres (Fig. 1), estos últimos están conectados directamente a la superficie y son vulnerables a los contaminantes y al cambio climático, mientras que los confinados están encerrados entre capas impermeables o de baja permeabilidad, lo que los protege pero también puede hacer que el agua en ellos sea mucho más antigua. Conocer la edad del agua almacenada en estos sistemas es esencial para evaluar su sostenibilidad y calidad, y aquí es donde el tritio se convierte en un indicador valioso.
El tritio (3H) es un isótopo radiactivo del hidrógeno, y posee en su núcleo un protón y dos neutrones (Fig. 2). Este isótopo tiene una vida media de 12,32 años, lo que lo convierte en un excelente trazador para datar procesos hidrológicos recientes, normalmente en escalas de tiempo de hasta 60 años. El tritio se forma, naturalmente, en la atmósfera debido a la interacción de los rayos cósmicos con los gases atmosféricos, principalmente nitrógeno. Una vez producido, se combina con el oxígeno y entra al ciclo hidrológico en forma de agua (3H2O). Sin embargo, durante las décadas de 1950 y principios de 1960, las pruebas de armas nucleares en la atmósfera liberaron cantidades significativas de tritio, lo que elevó su concentración en el agua de lluvia de forma notable. Este fenómeno se utiliza como un marcador cronológico en la datación de aguas subterráneas
Figura 2. Isótopos del Hidrogéno. Fuente: (Tomado del sitio web: https://www.iaea.org/es/newscenter/news/que-es-el-deuterio)
El principio de la datación con tritio se basa en la medición de su concentración en una muestra de agua y en su decaimiento radioactivo a helio-3 (3He). Dado que el tritio se desintegra siguiendo una ley exponencial, su concentración disminuye con el tiempo según la fórmula:
N(t) = N0 e–λt
Donde, N(t) es la concentración de tritio en el momento t, N0 es la concentración inicial, y λ es la constante de desintegración radiactiva, que depende de su vida media (λ=ln(2)/t1/2). Al medir la cantidad de tritio restante, se puede estimar cuánto tiempo ha pasado desde que el agua se infiltró en el acuífero [1,2].
Este método resulta especialmente útil para identificar aguas subterráneas recargadas a partir de la década de 1950, cuando las concentraciones de tritio en la atmósfera alcanzaron su punto máximo debido a las pruebas nucleares, por lo que la detección de niveles significativos de tritio en una muestra indica que el agua es relativamente reciente. Sin embargo, debido a su decaimiento a helio-3, su utilidad como marcador de edad ha disminuido en las últimas décadas. No obstante, la relación entre estos dos isótopos (tritio y helio-3) ha emergido como una herramienta más precisa para determinar la edad del agua subterránea, ofreciendo una ventana temporal más amplia para los estudios hidrogeológicos[1].
La datación con tritio tiene múltiples aplicaciones en el campo de la hidrogeología. Una de las más destacadas es la evaluación de la recarga de los acuíferos, lo que implica determinar la velocidad y el volumen con los que estas reservas de agua se renuevan. Esta información es esencial para evaluar si un acuífero está siendo explotado de manera sostenible. Por lo tanto, la datación con tritio es esencial para la gestión de recursos hídricos, ya que proporciona información fundamental para tomar decisiones sobre el uso sostenible del agua[1].
Sin embargo, este método presenta algunas limitaciones. Por ejemplo, en sistemas donde las concentraciones de tritio son extremadamente bajas, ya sea porque el agua es muy antigua o porque el tritio se ha desintegrado casi por completo, es difícil obtener mediciones precisas. Además, en zonas donde hay fuentes antropogénicas de tritio, como descargas industriales o actividades nucleares, las concentraciones pueden verse alteradas, complicando la interpretación de los datos. Por lo que, en acuíferos donde el agua es una mezcla de diferentes edades, la datación con tritio puede proporcionar resultados ambiguos si no se complementa con otros métodos, como la datación con carbono-14 o cloro-36[2].
A pesar de sus limitaciones, la datación con tritio sigue siendo una herramienta poderosa en el estudio de las aguas subterráneas, especialmente cuando se combina con otros trazadores isotópicos y químicos. Su capacidad para revelar la historia reciente del agua subterránea la convierte en un recurso invaluable para comprender y gestionar mejor este recurso vital en un mundo donde el acceso al agua enfrenta crecientes desafíos debido al cambio climático y la presión humana[1].
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Mook, W.G. (2002). Isótopos ambientales en el ciclo hidrológico: principios y aplicaciones. Instituto Geológico y Minero de España. Madrid, España.
[2] Perez Agorreta, M.J. (1997). Termalismo Antiguo. Universidad Nacional de Educación A Distancia. Madrid, España. Limitantes.
[3] Martínez, P.E., Martínez, P. y Castaño, S. (2005). Fundamentos de Hidrogeología. Ediciones Mundi-Prensa. Madrid, España.
