Nuevas técnicas de modelación permiten caracterizar la heterogeneidad de los acuíferos

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  • Nuevas técnicas modelación permiten caracterizar heterogeneidad acuíferos
  • Estos métodos pueden usarse para mejorar el conocimiento de la contaminación de las aguas subterráneas 

Sobre la Entidad

IIAMA
El IIAMA-UPV se creó en 2001 para impulsar la investigación orientada a la transferencia de tecnología y colaboración con empresas y organismos públicos, promover la docencia y asesoramiento en temas de agua.

¡Es la heterogeneidad, estúpido! Con un título similar, el 11 de enero del año 2000, el profesor universitario Warren W. Wood publicaba un editorial en la revista Groundwater, parafraseando la frase utilizada por Bill Clinton durante su primera campaña presidencial de los EE. UU. En este artículo indicaba que la razón por la que no funcionaban las acciones de limpieza en los acuíferos, era que no se tenía en cuenta adecuadamente la heterogeneidad del subsuelo.

En EE.UU. se estaban invirtiendo millones de dólares para la limpieza de acuíferos altamente contaminados, donde la opción de bombear y tratar el efluente era una de las más favorecidas. Sin embargo, los fracasos se sucedían uno tras otro. Si bien en los primeros estadios del tratamiento se extraía una cantidad importante de la contaminación, pero pasado cierto tiempo la eficiencia del sistema disminuía y la contaminación residual era mucho mayor de la permitida. La razón era, que en el diseño de las operaciones de limpieza se utilizaban modelos en los que el acuífero se consideraba que estaba formado por una serie de capas homogéneas, cuando en realidad, la heterogeneidad de la permeabilidad de esas capas era importante y factor determinante en la eficacia del sistema de bombeo.

Warren Wood acababa su editorial con bastante pesimismo argumentando que la heterogeneidad de la permeabilidad de los acuíferos era muy difícil de caracterizar, máxime cuando solo se disponía de unas pocas medidas dispersas dentro del acuífero. Sin embargo, más de una década después, se ha avanzado mucho en este ámbito en el marco teórico como técnico.

De hecho, investigadores del Instituto de Ingeniería del Medio Ambiente y Agua (IIAMA-UPV) han desarrollado técnicas de modelación que permiten mejorar la caracterización de la heterogeneidad de los acuíferos. El proyecto, realizado por el grupo de Hidrogeología del instituto, busca estudiar de manera más precisa el comportamiento de estas masas de aguas, en contraposición con el sistema tradicional y más extendido, que considera está compuesto por capas superpuestas más o menos homogéneas.

Para ello, el equipo encabezado por el profesor Jaime Gómez Hernández ha desarrollado un modelo basado en el “Filtro de Kalman de Conjuntos” que permite la caracterización de la heterogeneidad de la permeabilidad, a partir de una serie de medidas temporales de niveles de agua en un determinado número de pozos.

Los modelos desarrollados se han verificado en acuíferos sintéticos, de los que se conoce perfectamente su heterogeneidad, buscando el número de muestras y la frecuencia de muestreo necesarias para una caracterización suficiente del acuífero. En la actualidad estos modelos se están probando en acuíferos reales.

La contaminación de acuíferos en la Ribera Alta

La comarca valenciana de la Ribera Alta sufrió hace unos años, en concreto en 2013, restricciones en el consumo de agua potable de la red doméstica. En esta región regada de tierras fértiles y abundantes campos de naranjas, se detectó que la concentración de nitratos y herbicidas existentes en las aguas extraídas de los acuíferos que abastecen la zona, superaban los límites permitidos para el consumo humano. Por esta razón, se procedió al cierre de los pozos contaminados, investigando la Comisión Europea lo ocurrido en varios municipios.

Por ello, Jaime Gómez Hernández sostiene que con los modelos desarrollados por el grupo de Hidrogeología del IIAMA, podría haberse hecho un estudio del estado de los acuíferos afectados con el objetivo “de conocer la extensión de los acuíferos afectados, cómo actuar en ellos y proponer actuaciones a realizar para revertir la situación”.

En este sentido, el investigador del IIAMA resalta que en muchas ocasiones el uso de modelos que no incorporan la heterogeneidad del medio “hace que se piense que gran parte del acuífero está contaminado, cuando en realidad solo son pequeñas zonas asociadas a áreas de alta permeabilidad”. Asimismo, Jaime insiste que tan importante como la heterogeneidad es la adecuada construcción y acabado de los pozos ya que pueden servir “de vías de contaminación rápida entre los acuíferos limpios y los contaminados”. De este modo, los modelos desarrollados por el equipo de Hidrogeología también podrían usarse para detectar la existencia de esos pozos indebidamente acabados.

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