Seguimiento de contaminantes invisibles bajo nuestras ciudades
Las aguas subterráneas son vitales para la salud y la prosperidad humanas, ya que representan el 30 % del agua dulce de nuestro planeta(se abrirá en una nueva ventana). Se almacena en los acuíferos y se desplaza por ellos. Estas capas subterráneas de roca o sedimentos son una fuente vital de agua para uso doméstico, industrial o agrícola. Dado que los recursos de aguas subterráneas en entornos urbanos están sometidos a una presión cada vez mayor por la variabilidad del clima, la contaminación y la sobreexplotación, la calidad de la recarga de los acuíferos es más importante que nunca. Financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto SPONGE pretendía entender cómo afectan a los acuíferos los microplásticos y los contaminantes emergentes presentes en las aguas de escorrentía. El objetivo era determinar si el agua de escorrentía almacenada podía utilizarse para mejorar la resiliencia de los acuíferos urbanos a la escasez de aguas subterráneas.
Más allá de los métodos tradicionales para detectar mejor las partículas nocivas
La primera línea de actuación de SPONGE fue controlar las aguas subterráneas en 11 pozos durante un período de 17 meses entre 2023 y 2025 y recoger muestras de posibles fuentes de contaminación, incluidas las aguas de escorrentía y las aguas residuales. Estas muestras se analizarán en busca de microplásticos, antibióticos, productos farmacéuticos y trazadores químicos. Para llevar a cabo este análisis, el equipo de SPONGE introdujo un novedoso método de trazadores múltiples que integra datos isotópicos, químicos y farmacéuticos para rastrear posibles vías de contaminación. Los resultados señalaron las fugas de aguas residuales como principales responsables, ofreciendo nuevas perspectivas sobre los procesos que subyacen a su distribución. Al principio, el equipo se topó con las limitaciones de las técnicas de detección e identificación existentes. Según Stefano Viaroli, beneficiario de una beca del proyecto: «Descubrimos que los protocolos y técnicas espectroscópicas utilizados habitualmente son incapaces de detectar y caracterizar partículas de menos de 20 µm. Para solucionarlo, probamos un método innovador que utiliza la microscopía de fuerza atómica para detectar microplásticos a nanoescala». Si bien el método aún no es de aplicación generalizada debido a los elevados costes y a las dificultades para detectar los tipos de polímeros, los resultados fueron muy prometedores, abriendo nuevas posibilidades para la caracterización de los microplásticos y su relación con otros contaminantes acuáticos.
Modelización numérica avanzada para la evaluación de las aguas subterráneas
Las condiciones reales de las aguas subterráneas son difíciles de reproducir en el laboratorio, lo que afecta a la precisión. Utilizando simulaciones tridimensionales, el equipo de SPONGE modelizó el transporte de microplásticos en medios porosos bajo gradientes hidráulicos variables, mejorando la capacidad de predicción y reflejando las condiciones reales. El modelo numérico se puso a prueba en una simulación a escala urbana de la recarga de acuíferos en Shenzhen, una metrópolis china de la provincia de Guangdong, demostrando que los acuíferos poco profundos de esas zonas soportan una elevada carga contaminante. «Los grandes sistemas de recogida de escorrentía urbana han demostrado ser fuentes potenciales de contaminación significativa, ya que pueden recibir desbordamientos del alcantarillado», señala Viaroli. «Estos hallazgos mejoraron nuestra comprensión de la calidad de las aguas subterráneas y de los principales factores de contaminación del subsuelo», añade.
Un esfuerzo intercultural
El consorcio SPONGE llevó a cabo muchas de sus actividades en colaboración con la Universidad de Ciencia y Tecnología del Sur (SUSTech)(se abrirá en una nueva ventana) en Shenzhen. La institución asociada proporcionó instalaciones, instrumentación para el control y muestreo de aguas subterráneas, así como equipos analíticos para análisis químicos y farmacéuticos. «La oportunidad de investigar en un entorno totalmente distinto al europeo fue muy estimulante, ya que nos permitió observar un nuevo método de la investigación y relacionarnos con colegas de todos los niveles, intercambiando ideas y experiencias», señala Viaroli. «Uno de los principales logros de SPONGE fue el perfeccionamiento de los métodos de muestreo y pretratamiento de las aguas subterráneas, lo que ayudó a definir mejor la vulnerabilidad de los acuíferos a la contaminación por microplásticos», concluye Viaroli. De este modo, el equipo de SPONGE allanó el camino para una recarga segura de los acuíferos urbanos y, en consecuencia, para unos ecosistemas acuáticos más sanos y resistentes.