Gestión integrada de recursos hídricos

En este sentido, es necesario desarrollar herramientas que permitan evaluar diferentes estrategias de manejo y que a su vez minimicen el impacto en el río, los ecosistemas hídricos y los efectos sobre terceros. Estas herramientas deben integrar todas las condiciones a las que está sometido el acuífero, incluido el cambio climático. Así, GHS ha desarrollado un modelo de gestión integrada de los recursos hídricos del Besòs que reproduce las diferentes unidades hidrogeológicas
Por otro lado, el modelo 3D desarrollado tiene en cuenta las diferentes condiciones de contorno que incluyen flujos, extracciones de recarga natural, etc. Es notable cómo el modelo hace explícito el río como una parte activa en el modelo y no como un parámetro de contorno.

Entidad responsable

El Grupo de Hidrología Subterránea (GHS) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) es un grupo de investigación consolidado por la Generalitat de Catalunya. Es uno de los grupos de investigación de referencia mundial en el campo de la hidrogeología, que trabaja en la caracterización y modelización de acuíferos desde hace más de 30 años. Su misión es promover la investigación, impartir docencia y realizar transferencia de conocimiento a la sociedad. 

El GHS está conformado por 8 profesores/investigadores sénior, 3 investigadores post-doctorales y alrededor de 25 estudiantes de doctorado y máster. Las principales líneas de investigación abordadas por el GHS son:

• La modelización hidrogeológica
• La modelización hidrogeoquímica
• Los procesos de transporte en el medio poroso
• El almacenamiento de CO₂
• La recarga artificial de acuíferos
• Los acuíferos costeros y la descarga de agua subterránea al mar

Cabe enfatizar el papel del GHS en el conocimiento, monitoreo y modelización de los recursos hidrogeológicos locales, en particular, de los acuíferos del delta del Llobregat y Besòs. Los modelos desarrollados por el GHS en estas cuencas integran con gran detalle las estructuras geológicas del medio y son capaces de reproducir fielmente las interacciones de las aguas subterráneas con los distintos elementos que condicionan su flujo (p.e. las infraestructuras soterradas, los cursos fluviales, la dinámica pluviométrica, las explotaciones en el acuífero, etc).

El GHS colabora con distintas organizaciones, tanto del sector público (administraciones, universidades) como privado, llevando a cabo proyectos de investigación y desarrollo.

Explicación detallada

Aunque los acuíferos asociados al río Besòs fueron intensamente explotados durante la primera mitad del S.XIX y parte de la segunda, su aprovechamiento nunca fue planificado ni se llevó a cabo de manera sostenible. La mala calidad de las masas de agua debida a una explotación indiscriminada y a una falta de control, forzó el abandono de gran parte de los aprovechamientos subterráneos en la cuenca. 

Con la creación de la ACA y sus planes de acciones y medidas, la recuperación de la calidad y cantidad de recursos hídricos subterráneos ha ido recuperándose progresivamente. La mejora de la calidad del agua en la cuenca del Besòs y el restablecimiento de los niveles piezométricos respecto a la década de 1970 es un hecho que ha vuelto a poner al Besòs como punto de referencia en la planificación futura de la ACA. 

Con el fin de garantizar el abastecimiento de la población, la ACA prevé incrementar las extracciones en el acuífero del Besòs con el fin de producir agua potable para abastecer Barcelona y su área metropolitana.

En este sentido, es necesario desarrollar herramientas que permitan evaluar diferentes estrategias de gestión y que a su vez minimicen el impacto sobre el río, los ecosistemas hídricos y las afectaciones a terceros. Estás herramientas deben integrar los efectos sobre el ciclo hidrológico que el cambio climático ya está evidenciando, y que se van a agravar en un futuro (aumento de la evapotranspiración y disminución de la recarga efectiva, mayor ocurrencia de los fenómenos climáticos extremos, reducción de los caudales en los ríos y consecuente aumento de la concentración de contaminantes, aumento del nivel del mar y avance de la intrusión marina). Conocer estos efectos y encontrar herramientas para paliarlos o adaptarnos a ellos es fundamental para la supervivencia de los sistemas naturales y humanos. 

En este sentido, el GHS ha desarrollado un modelo de gestión integrada de los recursos hídricos del Besòs. Los modelos hidrogeológicos integrados son aquellos que reproducen el comportamiento del flujo subterráneo y el transporte de solutos teniendo en cuenta la interacción del río con el acuífero y la presencia de infraestructuras soterradas que puedan ocasionar un impacto en el acuífero. 

Este modelo integrado parte de un modelo geológico 3D, el cual reproduce las distintas unidades hidrogeológicas en el ámbito de estudio, gracias a la revisión e interpretación de aproximadamente 800 sondeos. El modelo geológico 3D incluye las diferentes infraestructuras soterradas que interceptan el acuífero, como los distintos túneles de metro y el túnel de la línea de alta velocidad a su paso por Montcada i Reixac. 

El modelo hidrogeológico se ha desarrollado con el código libre MODFLOW 6 que resuelve la ecuación de flujo por el método de diferencias finitas integradas. Este enfoque es idóneo para poder generar mallas no estructuradas, que permiten una mejor adaptación a los contornos, una mayor discretización ante objetos singulares en el terreno y la definición de diferentes capas con propiedades hidrogeológicas distintas.

Las diferentes capas del modelo están zonificadas en base a diferentes valores de transmisividad, de acuerdo a los valores bibliográficos y acorde al modelo geológico establecido. 

Por otro lado, el modelo tiene en cuenta las diferentes condiciones de contorno (flujos laterales, extracciones por bombeo, drenajes en túneles, recarga natural) y explicita el río como parte activa en el modelo y no como una mera condición de contorno. 

Los ajustes del modelo en todo el ámbito se consideran muy buenos, puesto que el error cuadrático medio en la mayoría de los puntos de control está entre 0.2 y 2 metros. Este hecho toma aun más relevancia si se tiene en cuenta que el sistema hidrogeológico del delta del Besòs tiene una complejidad sedimentológica muy grande. 

Los buenos ajustes del modelo lo convierten en una herramienta muy potente para poder simular escenarios futuros y planificar las diferentes estrategias de gestión bajo un contexto de cambio climático. Las simulaciones podrán incluir las predicciones efectuadas por el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC en sus siglas en inglés), es decir, la subida del nivel del mar, la reducción de caudales en los cursos superficiales o al aumento de la temperatura, que tiene un efecto directo en la evapotranspiración y la recarga natural del acuífero. 

Perspectivas de futuro

En los últimos años, las administraciones y las entidades de carácter local están haciendo grandes esfuerzos para lograr la restauración ecológica del río Besòs. Más recientemente, la ACA ha concretado, en su reciente Plan de Acción para el periodo 2022-2027, su intención de hacer un aprovechamiento más intensivo de los recursos hídricos del Besòs. El modelo de gestión integrada desarrollado por el GHS se presenta como una herramienta de planificación capaz de dotar a las administraciones de argumentos objetivos para la toma de decisiones, garantizando la buena gestión de los recursos hídricos, adaptándola a los retos que plantea el cambio climático.