Sociedad
El investigador Marco Dentz, del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC) nos ha atendido hoy para explicarnos su trabajo. Dentz centra su carrera en el flujo de fluidos y transporte de solutos en medios porosos. Estos se encuentran en las formaciones geológicas que almacenan agua, es decir, los acuíferos. Su investigación puede servir para acotar por ejemplo hasta dónde afectará al agua un vertedero o el fracking.
El proyecto Karst, del que Dentz es el investigador principal, ha sido recientemente galardonado con una de las prestigiosas Synergy Grants del Consejo Europeo de Investigación. Karst tiene como objetivo modelizar y caracterizar los sistemas de cuevas subterráneas de todo el mundo para poder predecir el flujo de agua y el transporte de contaminantes. La idea es poder tener una especie de “catálogo” de sistemas de cuevas, según sus distintas características, que ayude a comprender mejor cómo son y cómo circulan los fluidos por su interior. Los resultados ayudarán a predecir el movimiento de agua y contaminantes y evaluar el impacto de inundaciones, vertidos o sequías.
Los sistemas kársticos
Como explica el investigador, «cualquier cavidad en una roca a través de la cual pueda fluir el agua se puede considerar una cueva. Una cueva puede tener cientos de kilómetros, pero también puede ser un pequeño conducto de unos pocos centímetros de diámetro. Por tanto, ¿dónde empieza y dónde termina una cueva? Popularmente se consideran cuevas las cavidades que son accesibles para el ser humano.
Desde un punto de vista geológico, el karst o sistemas kársticos son redes de cuevas que se han formado por la disolución de rocas calizas u otros tipos rocas. Su nombre proviene de la región fronteriza Carso, entre Italia y Eslovenia, que se caracteriza por ese tipo de formaciones.»
Supone un 25% del suministro de agua potable
El agua que circula por las cuevas subterráneas cubre hasta un 25% del suministro de agua potable, para la industria y agricultura al nivel mundial. Los acuíferos kársticos forman una gran reserva de agua dulce y se caracterizan por una conducción de flujo y solutos extremadamente rápida. Sin embargo, son sistemas realmente sensibles y frágiles. Pueden inducir inundaciones y contaminación de los recursos hídricos frente a eventos de precipitación extrema o vertidos puntuales de contaminantes. Así que saber cómo fluye el agua y como se transportan los contaminantes a través de estos sistemas kársticos es de gran relevancia para la sociedad.
Lo que se pretende es establecer las leyes físicas que gobiernan el movimiento de los fluidos dentro de la cueva. Hoy en día se aplican las leyes para conductos regulares como las tuberías o canales. Pero una cueva es mucho más compleja: es irregular, tiene una rugosidad mayor, grietas o rocas, por lo que las leyes establecidas para la física de fluidos no sirven para las cuevas.
Esta impresión en 3D permitirá hacer experimentos de flujo y transporte en el laboratorio para establecer las leyes físicas del transporte de fluidos dentro de la cueva. Al mismo tiempo, se hará un gemelo digital en el ordenador para simular y cuantificar los experimentos matemáticamente.
Todo ello supondrá la predicción del flujo de agua y, por tanto, el transporte de contaminantes por los sistemas de cuevas. Usarán las leyes físicas desarrolladas para los conductos (nivel 1) y su estructura (nivel 2) para establecer un enfoque predictivo.El proyecto implica que la caracterización de las cuevas es a nivel mundial.
Obtener unos pocos modelos que caractericen a todas ellas
Este es uno de los desafíos del proyecto Karst. Los sistemas de cuevas se pueden clasificar cualitativamente según su origen o morfología. El objetivo es una definición cuantitativa basada en la teoría de redes que permita distinguir, clasificar y simular diferentes tipos de sistemas kársticos. A diferencia de otros tipos de redes (como internet o el transporte por carreteras) las redes de karst están condicionados por la geología.
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