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Metodología que permite detectar dónde y cuándo se contamina un acuífero

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  • Metodología que permite detectar dónde y cuándo se contamina acuífero
  • La técnica proporciona unos excelentes resultados en las simulaciones realizadas en dos acuíferos sintéticos.

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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.
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Investigadores del IIAMA-UPV (Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València) han desarrollado una metodología que permite detectar el origen y momento en que ha tenido lugar un vertido que ha contaminado las aguas subterráneas.

Esta es la conclusión principal del artículo “Simultaneous identification of a contaminant source and hydraulic conductivity via the restart normal-score ensemble Kalman filter” realizado por los investigadores del grupo de Hidrogeología, Jaime Gómez-Hernández y Teng Xu y que ha sido publicado en la revista científica, Advances in Water Resource (se puede descargar gratuitamente hasta el 3 de febrero).

El estudio está enmarcado en el proyecto de investigación “¿Quién ha sido?”, que busca desarrollar una técnica que, a partir de medidas espacio-temporales del estado del acuífero (fundamentalmente, alturas piezométricas y concentraciones) y medidas puntuales de algunos de sus parámetros (principalmente, conductividad hidráulica y porosidad), permita identificar cuánto, cuándo y dónde se ha producido un vertido contaminante. 

La técnica permite la identificación simultánea de una fuente contaminante y de la distribución espacial de la conductividad hidráulica en un acuífero

“Debido a las bajas velocidades del agua en los acuíferos, en ocasiones el impacto de un vertido no se observa hasta que ha pasado tanto tiempo como para que el responsable haya desaparecido, o no se pueda determinar cuándo pudo producirse tal contaminación”, indica el Dr. Gómez-Hernández.

Por este motivo, se ha desarrollado una técnica basada en la implementación del filtro Kalman, que permite la identificación simultánea de una fuente contaminante y de la distribución espacial de la conductividad hidráulica en un acuífero. Este último factor es un parámetro de gran importancia ya que describe la facilidad con la que el agua subterránea se mueve en el subsuelo, siendo de difícil cuantificación por la incertidumbre que representa su determinación.


Simulaciones realizadas para demostrar la validez de la técnica

“El método es capaz de proporcionar estimaciones de diferentes parámetros como el lugar donde se produjo el vertido, el tiempo de liberación inicial del mismo, su duración o la distribución espacial de la conductividad hidráulica”, explica el responsable del grupo de Hidrogeología del IIAMA.

En estos momentos, el estudio se encuentra en la última fase de ejecución en la que se aplicará esta técnica a un acuífero de laboratorio de tipo heterogéneo

Estado del proyecto

La metodología ha proporcionado unos resultados muy positivos en las simulaciones realizadas en tres escenarios diferentes creados a partir de dos acuíferos sintéticos de tipo heterogéneo, diseñados en el laboratorio numérico. En ellos, se ha observado que tras la monitorización de unos puntos de medida durante un cierto período de tiempo, se puede identificar la fuente de la contaminación.

En estos momentos, el estudio se encuentra en la última fase de ejecución, en la que se aplicará esta técnica a un acuífero de laboratorio de tipo heterogéneo existente en la Universidad de Parma (Italia).

“Allí, reproduciremos un evento contaminante, introduciendo un soluto fluorescente en el acuífero, analizando cómo se mueve, y tomando medidas puntuales de la contaminación aguas abajo de donde se ha producido, para ver si nuestro método es capaz de identificar la fuente contaminante. Si los resultados son satisfactorios, el método estaría totalmente validado para dar el siguiente paso: su aplicación en un caso real”, señala el profesor Gómez-Hernández.

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