La evaluación de las aguas subterráneas mejora la gestión de riesgos
El agua es un recurso preciado y vulnerable. En Europa, alrededor del 65 % del agua potable y el 25 % del agua utilizada en el riego procede de aguas subterráneas. Según la Agencia Europea de Medio Ambiente (AEMA), aproximadamente una cuarta parte de las aguas subterráneas europeas contiene impurezas químicas. El equipo del proyecto FORENSHYD pretendía mejorar las herramientas de modelización utilizadas para identificar la ubicación, el origen y la cantidad de contaminantes hallados en las aguas subterráneas, así como el momento en que se producen los vertidos. Esta investigación se llevó a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA, por sus siglas en inglés).
Variables en hidrología forense
La hidrología forense es la aplicación de la ciencia al estudio de la contaminación de las aguas subterráneas para respaldar la aplicación del Derecho ambiental. Muchos factores contribuyen a que ello sea un problema difícil. La variabilidad espacial del suelo hace que reaccione de forma diferente a los contaminantes, en función de diversas razones. Eso repercute en los procesos de transporte, como la dispersión y la difusión, que afectan al modo en que los contaminantes se desplazan por el suelo y llegan a las aguas subterráneas. Las reacciones químicas provocadas por los vertidos, como las reacciones ácidas y la disolución de minerales, añaden otro nivel de complejidad al estudio de la contaminación de las aguas subterráneas. En conjunto, la combinación de procesos de transporte y reacciones químicas se denominan procesos de transporte reactivo, y descifrar sus interacciones requiere sofisticadas técnicas de modelización.
Progresos en la modelización de las aguas subterráneas
Para evaluar los casos de contaminación de las aguas subterráneas se utiliza un complejo conjunto de algoritmos denominado conjunto de filtros Kalman (EnKF, por sus siglas en inglés). Las aplicaciones tradicionales encuentran dificultades cuando se debe determinar múltiples fuentes de contaminación. Las novedosas aplicaciones del aprendizaje automático realizadas por Jaime Gómez-Hernández, coordinador del proyecto FORENSHYD, en el ENKF permitieron desarrollos que mejoraron los resultados. La exactitud de las previsiones de la herramienta de optimización diseñada por Gómez-Hernández se puso a prueba en múltiples escenarios. Las pruebas se llevaron a cabo en escenarios sintéticos mediante simulaciones por ordenador, así como a través de experimentos controlados en entornos aislados. Además, se realizaron pruebas en dos emplazamientos de demostración. Según la beneficiaria de la beca individual de investigación de las MSCA, Alicia Sanz-Prat: «Los resultados demostraron que era factible identificar de forma simultánea las ubicaciones de las fuentes de contaminantes y estimar los parámetros reactivos, incluso cuando al afrontar una incertidumbre geológica compleja y heterogénea».
Tecnología de código abierto
Uno de los puntos fuertes del proyecto FORENSHYD es que los novedosos avances tecnológicos que han permitido mejorar las aplicaciones de hidrología forense se basan en paquetes de código abierto. Los gobiernos europeos, las agencias del agua y otras partes interesadas tienen acceso a las herramientas probadas por el proyecto. La mejora a largo plazo de la hidrología forense depende de la naturaleza de código abierto de la herramienta de optimización, y el éxito del proyecto está suscitando el debate. Según Sanz-Prat: «Se espera que las próximas publicaciones revisadas por pares inicien un diálogo interesante sobre la aplicabilidad y la correlación entre los niveles de incertidumbre en la ciencia y los procedimientos judiciales. Este debate podría conducir a la identificación de nuevas sinergias y competitividad comercial en el mercado europeo entre las partes interesadas de carácter interdisciplinar e intersectorial en el ámbito del suelo y el agua». La gestión cuidadosa de los recursos resulta fundamental para la sociedad, y no existe ningún recurso más esencial que el agua. Al mejorar el diseño de herramientas de evaluación y asimilación de datos hidrológicos de código abierto y probarlas en múltiples entornos controlados, el equipo de FORENSHYD ha contribuido a la seguridad y el bienestar de la comunidad europea.
Palabras clave
FORENSHYD, aguas subterráneas, contaminación, herramienta de optimización, hidrología forense, modelización, filtro de Kalman, tecnología de código abierto