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jueves, 24 de marzo de 2022

¿Qué pasa cuando las aguas de los ríos se cruzan con las subterráneas?

 Como el agua superficial de los ríos es rica en oxígeno y la subterránea en nutrientes y minerales, al unirse, se crea vida, aquella de especies animales, plantas y otros organismos vivos que conforman cerca del 80 % de los ecosistemas hídricos. Esta interacción se ha estudiado poco, por lo que aún se desconocen los daños que le ocasionan la contaminación y las acciones humanas.

Así lo asegura el ingeniero civil Antonio Preziosi, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien desarrolló tres modelos computacionales para evaluar este intercambio, un aporte científico exaltado por el Premio Shizu y Yu Takeuchi de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (Accefyn).

Explica además que “por lo general las investigaciones sobre los recursos hídricos se hacen considerando que el agua subterránea y la superficial forman parte de sistemas aislados que no se relacionan. Nuestro estudio busca una mirada integral del agua como un solo recurso, independientemente de dónde se encuentre almacenada”.

El principal hallazgo de su tesis doctoral sugiere que el tamaño de los granos que conforman el lecho de los ríos (piedras, arena y sedimentos) y sus niveles de flujo aumentan o disminuyen en el intercambio entre los dos acuíferos (aguas subterránea y ríos).

Por ello, propone tres modelos computacionales que simplifiquen la medición del flujo hiporreico, es decir el de la zona en donde las aguas de los ríos y las subterráneas interactúan, intercambian y transportan solutos (sales y gases que se desintegran, en otros), contaminantes y microorganismos.

Es importante considerar que en países tropicales como Colombia las corrientes de agua superficiales juegan un rol importante como fuente de agua potable para grandes asentamientos humanos, a la vez que son receptoras de vertimientos domésticos e industriales. El crecimiento de la población, la migración interna de las ciudades y los efectos del cambio climático hacen que la presión sobre los ecosistemas acuáticos se vuelva un tema de interés para la ciencia.

“De ahí que nuestro interés desde la mecánica de fluidos es determinar el perfil de velocidades promedio, que representa la transición entre el flujo de agua de un canal y un lecho de forma regular. Para este fin se empleó el método de los volúmenes finitos, herramienta que modela problemas en la dinámica de las desembocaduras de los ríos y estuarios o ecosistemas mixtos en donde confluyen las aguas dulces de ríos y las saladas de mar”, señala el ingeniero Preziosi.

Los modelos que él desarrolló en computador simularon experimentos que se hicieron en canales de los laboratorios de las universidades Northwestern y de Illinois: “nuestros modelos lograron representar los mismos resultados que se observan en los experimentos realizados, lo cual evidencia esa importante interacción entre los dos ecosistemas (ríos y aguas subterráneas)”.

Al respecto, el profesor Leonardo Donado, director de la tesis y del grupo de investigación Hidrodinámica de Medios Naturales (HYDS) de la UNAL, agrega que “además logramos simplificar ecuaciones como las de Navier-Stokes, que describen la física de fenómenos como las corrientes hídricas, pero de una manera dispendiosa, lo cual dificulta contar con información detallada de la forma y la composición de los lechos de los ríos”

El ingeniero Preziosi concluye: “en nuestro caso desarrollamos dos modelos de alta complejidad; uno de métodos numéricos espectrales y otro de rastreo de partículas, que permiten evaluar más directamente la disponibilidad de agua en los ríos, su calidad y sus niveles de contaminación”.

Eso significa que en un futuro cercano, con la medición y el reconocimiento de estos ecosistemas, se podrán estudiar nuevas fauna y flora y proponer planes para mitigar tanto la contaminación en acuíferos como las sequias de los ríos, entre otros.

Trayectoria con más reconocimientos

Por la originalidad, rigor e importancia científica de su investigación, Antonio Preziosi recibió una “Mención meritoria a la mejor tesis de doctorado en las áreas de Biología, Química y Geología” por parte de la Accefyn, máximo organismo de científicos asociados en el país.

Este reconocimiento se le otorgará durante el premio Shizu y Yu Takeuchi, este viernes 18 de marzo. Es importante destacar que este galardón se estableció en memoria del profesor japonés Yu Takeuchi, docente de la UNAL y reconocido matemático en el ámbito mundial.

Actualmente el ingeniero Preziosi se desempeña como profesor del área Hidroambiental de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomás. También continúa sus investigaciones en hidrodinámica de medios naturales y sistemas urbanos de drenaje sostenible y lidera el proceso de creación de una empresa de consultoría ambiental especializada.

En su tiempo libre disfruta el baloncesto con su equipo de exalumnos de la UNAL. Por otro lado, hace cinco años forma parte del grupo de investigación HYDS.

“Para nosotros como grupo de investigación joven, es un gran reconocimiento a esta corta época de trabajo”, menciona el profesor Donado.

HYDS ha graduado 3 doctores en Ingeniería Civil de la Sede Bogotá, los cuales ejercen hoy la enseñanza en reconocidas universidades del país y han sido ganadores del premio a la “Mejor investigación” que da la Asociación de Ingenieros de la UNAL.








martes, 8 de marzo de 2022

Pozos de agua subterránea en Arauca, con altos niveles de contaminación

 Las condiciones fisicoquímicas y microbiológicas del agua subterránea del perímetro urbano de Arauca hacen que el líquido no sea apto para el consumo humano.

Así lo establece un estudio adelantado por el Laboratorio de Suelos, Aguas y Foliares de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Orinoquia con muestras de 9 pozos subterráneos de los barrios San Vicente, Bello Horizonte, El Recreo, Villa Isabela y Costa Hermosa, en la zona oriental de la ciudad.

La primera aproximación y caracterización de las aguas subterráneas en los alrededores de la capital de Arauca, por medio del análisis fisicoquímico y microbiológico, buscó evaluar su calidad, con base en los resultados obtenidos en el Laboratorio de la UNAL Sede Orinoquia.

Los reportes de los análisis se compararon con los establecidos en la Resolución 2115 de 2007 del Ministerio de Salud, en los cuales se determinan las características físicas y químicas del agua para el consumo humano.

El estudiante de Geología Jarib Fabián Rincón, quien adelantó como trabajo de grado la investigación sobre esta problemática, manifiesta que “las muestras evaluadas no cumplen con las condiciones establecidas en la resolución, ya que presentan valores muy altos de turbiedad y contenido de hierro, además de pH por debajo del umbral establecido”.

En la periferia del casco urbano del municipio de Arauca se ha venido presentando una ola de invasiones, y como se trata de asentamientos ilegales, la mayoría carecen de agua potable, por lo que las comunidades construyen pozos artesanales o aljibes para extraer agua subterránea.

“El análisis microbiológico de estas aguas evidenció la presencia de coliformes totales en todas las muestras, y de la bacteria Escherichia coli en un pozo de estudio”, señala Ana María Romero Hernández, coordinadora del Laboratorio y codirectora del trabajo de grado “Condiciones de las aguas subterráneas en las zonas de invasión puede suponer un riesgo muy alto para las personas al encontrar microorganismos que ocasionan enfermedades gastrointestinales”.

El estudio finalizó en 2021, cuando empezaba la temporada seca propia de la región, y por las condiciones de los pozos inventariados no fue posible tomar el nivel freático. Por eso, es posible que las inundaciones en la sabana en época de invierno ayuden a mejorar o empeorar las condiciones fisicoquímicas y microbiológicas del agua, ya que una de las hipótesis de contaminación de las fuentes de agua es el comportamiento de aguas de vertimiento o residuales en el acuífero y su posible contaminación a la fuente de captación de agua para consumo.

Aunque esta investigación es preliminar, busca generar una alerta frente a los mecanismos de control para que se desarrollen estrategias que mitiguen el riesgo de salud pública por el consumo del agua de estos pozos subterráneos, y se busquen alternativas para reducir los altos niveles de contaminación.


Al respecto, también se evidenció que los pozos circundantes de los barrios sobre el margen del río tienen una carga contaminante más baja, probablemente por descarga al afluente principal, pero los barrios en zonas aledañas a caños o humedales más alejadas del río no presentan esta facilidad de descargar sobre otras aguas, y por ende la contaminación y la saturación de componentes es más alta.