A menudo, las comunidades costeras enfrentan desafíos únicos para acceder al agua dulce.
Según un estudio de la Universitat de Barcelona, que contó con la ayuda de la tomografía de resistividad eléctrica (electrical resistivity tomography, ERT), de Leapfrog Geo y de AGS Res2DInv, existen nuevas y mejores formas no intrusivas de explorar y salvaguardar las aguas subterráneas de las que dependen estas ciudades.
Los recursos hídricos superficiales en las regiones costeras son escasos, y la gestión de las aguas subterráneas para garantizar un suministro confiable de agua dulce enfrenta diversos problemas entrelazados. La intrusión de agua de mar es algo común, y el desarrollo urbano, el turismo y la agricultura solo empeoran el panorama. Esto intensifica la extracción de agua subterránea, lo que da lugar a una mayor intrusión marina, y así sucesivamente. Es un problema que se perpetúa por sí mismo; los acuíferos más pequeños son los más vulnerables.
La percolación de agua a través de estanques de infiltración es una forma posible y atractiva de apoyar la reutilización de aguas residuales como un suministro de agua adicional no convencional.
Sin embargo, las condiciones hidrogeológicas y los procesos involucrados hacen que el éxito de esta posible solución requiera de una comprensión extremadamente detallada de todas las complejidades del sistema.
(a) Boceto de la ubicación de la zona estudiada. (b) Port de la Selva (1956); suelo utilizado para la agricultura frente a la urbanización actual. (c) Principales características hidrológicas e instalaciones de gestión del agua.
Explotar las posibilidades del tratamiento del acuífero del suelo
Port de la Selva, ubicada en la costa nororiental de la península ibérica, adoptó un enfoque pionero en cuanto al uso del Tratamiento de Suelo y Acuífero (Soil Aquifer Treatment, SAT) destinado a reciclar aguas residuales para recargar los acuíferos para el consumo humano, e impulsado, en parte, por el salto poblacional de la zona (de 1000 en invierno a 10 000 en los meses de vacaciones).
Para demostrar qué tan viable es el uso de la capacidad del tratamiento natural del suelo y de los acuíferos (sin necesidad de ozonización u ósmosis inversa), fue necesario entender las condiciones hidrogeológicas en profundidad. En un estudio de la Universitat de Barcelona, se eligió la tomografía de resistividad eléctrica (ERT) como tecnología no invasiva para proporcionar la información detallada del subsuelo que se necesitaba para obtener un modelado exacto del agua subterránea.
A partir de dos campañas de resistividad eléctrica, un equipo interdisciplinario (académicos, profesionales y estudiantes) reunió más de 6300 puntos de datos. Los integrantes de dicho equipo recurrieron a una asociación de software entre Leapfrog Geo y AGS Res2dinv para gestionar e interpretar esa masa de información.
Velocidad para obtener datos valiosos
“Si no hubiésemos podido integrar los datos geofísicos y litológicos de perforaciones en el software Leapfrog Geo, jamás habríamos desarrollado el modelo acuífero y de agua salada con tanta rapidez y con tan alto grado de confianza”, afirma Alex Sendrós, un investigador postdoctoral de la universidad.
El equipo de Alex confió en AGS Res2DInv para que se encargue de invertir los datos de resistividad eléctrica y en Leapfrog Geo para brindar flujos de trabajo intuitivos, procesamiento rápido de datos y herramientas de visualización. Juntos, forjaron una base de datos completa de información geofísica y litológica para todo el sitio.
Los estudios de modelado que se llevaron a cabo previamente solo habían explorado las respuestas de los acuíferos a la lluvia y al bombeo. Delinear la intrusión de agua salada requiere un complejo y lento muestreo de profundidad múltiple, obtenido en diferentes puntos de control de agua.
Sin embargo, con Leapfrog Geo, el registro litológico de las perforaciones y los datos de resistividad podrían incorporarse progresiva y rápidamente a los modelos de intrusión de agua salada y a la geometría del acuífero en 3D a partir del uso de herramientas implícitas de modelado. Los estudios de ERT rápidamente revelaron bloqueos viales que suponían las ambiciones de Port de la Selva. Por ejemplo, demostraron la salinidad de un acuífero poco profundo cercano a la costa y una anomalía de baja resistividad desencadenada por el bombeo de agua. Los resultados le facilitaron al ayuntamiento la decisión de tomar medidas eficaces, como el uso de una planta desalinizadora portátil en un solo lugar y la recarga del acuífero poco profundo con agua tratada, a fin de garantizar el suministro de agua utilizando solo recursos hídricos locales.
Resistividades interpoladas en 3D, a partir de los datos de la sección.
Ejemplos de resultados de la sección transversal de ERT, donde “B” representa el lecho de roca (unidad hidrogeológica), “SZ” es el acuífero superficial saturado, y la línea discontinua negra es el contacto hidrogeológico inferido.
Gestión del tiempo, procedimientos sólidos y atracción de partes interesadas
Durante la elaboración del modelo, el equipo de investigación tuvo que llevar a cabo simulaciones rápidas y sólidas a partir de diferentes parámetros de umbral. Cuanto menos tiempo se dedicaba a la entrada y a la compilación de datos y resultados en la visualización, más tiempo tenían para desarrollar modelos más confiables, y a mayor escala, a partir de la metodología propuesta en otros sitios.
“Se trata de administrar el tiempo e implementar procedimientos sólidos, especialmente en el campo de la investigación, donde trabajamos con una enorme cantidad de datos”, explica Alex. “Tenemos que proporcionar resultados de alta calidad para convencer a las partes interesadas y a los académicos de que adopten este enfoque”.
En cuanto a la fase de análisis de datos geofísicos, los geólogos podrían encargarse de llevar a cabo la inversión de los datos recopilados sobre la resistividad del subsuelo (paso 1) e incluirlos en el flujo de trabajo de Leapfrog (paso 2). Con menos de una semana de capacitación, el resto de los miembros del equipo podrían seguir el procedimiento de dos pasos usando AGS Res2dinv y Leapfrog Geo.
“La capacidad de crear y modificar parámetros y umbrales de inversión es fundamental a la hora de ofrecer modelos precisos y sólidos”, indica Alex. “Las herramientas de modelado 3D mejoran su uso como instrumento de decisión para los administradores de aguas subterráneas en general y para los gerentes de proyectos SAT en particular”.
El equipo de investigación continuará con su trabajo y seguirá utilizando el flujo de trabajo AGS Res2DInv y Leapfrog Geo para desarrollar procedimientos de gestión sostenible del agua, al mismo tiempo que aumenta el compromiso de las partes interesadas a partir de los beneficios del SAT, así como el impulso que puede darle a la seguridad hídrica para las comunidades costeras.
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