Urban Groundwater. Barcelona City Case Study

Resumen

Cuando se estudian las aguas subterráneas en zonas urbanas deben tenerse en cuenta una serie de cuestiones específicas. La urbanización del territorio afecta significativamente al ciclo del agua tanto en cantidad como en calidad, en particular a la parte relacionada con la recarga y descarga de los acuíferos. Además las aguas pueden afectar a las infraestructuras urbanas subterráneas como sótanos, parkings, túneles de Metro o ferrocarril, conducciones, etc. Por estos motivos el estudio de las aguas subterráneas en zonas urbanas emerge con fuerza dentro de la hidrogeología. Algunos de los temas específicos para su estudio son: 1) Variaciones del nivel freático causadas por cambios en los usos del suelo y del agua; 2) Contaminación de las aguas subterráneas por la presencia de focos contaminantes tanto puntuales como difusos; 3) Caracterización y cuantificación de los componentes del balance hidrogeológico; 4) especificidades en la modelación del flujo subterráneo y el transporte de contaminantes; y 5) Integración de los datos hidrogeológicos para su gestión. Algunos de estos temas se ilustran aquí sobre el ejemplo de la ciudad de Barcelona. En los últimos años, tanto desde el ámbito público como privado, se ha llevado a cabo un amplio estudio hidrogeológico de la ciudad. El ascenso del nivel freático se ha convertido en un serio problema para muchas estructuras subterráneas, principalmente parkings y la red del Metro. Este ascenso se ha debido básicamente a la disminución en la explotación de las aguas subterráneas por una reducción significativa del consumo de agua para usos industriales. Aquí se presenta una evaluación de los principales términos que afectan a la recarga cuyo resultado es la cuantificación del balance hidrogeológico en el periodo comprendido entre 1965 a 1995. Se ha cuantificado en unos 40 hm3/a la cantidad total de agua que debe bombearse de los acuíferos para mantener los niveles freáticos a las cotas actuales. Si se bombean cantidades menores los niveles freáticos seguirán ascendiendo y continuaran los problemas. Se han sugerido algunos usos alternativos para estas aguas. Este caso puede considerarse un buen ejemplo de como la evolución de la urbanización en cualquier ciudad genera una serie de problemas respecto la disponibilidad y calidad de las aguas subterráneas con las implicaciones tanto sociales como económicas que esto comporta. Para un buen conocimiento de la hidrogeología urbana es preciso un análisis cuantitativo del flujo de agua y de su calidad, para ello es preciso 1) identificar los procesos hidrogeológicos; 2) caracterización de acuíferos y modelación y 3) gestión de los recursos hídricos. Al aplicar esta metodología a Barcelona se ha obtenido, entre otras cosas, un modelo capaz de ser utilizado como herramienta de gestión. Estos modelos se podrán aplicar si las aguas subterráneas quedan contempladas como un elemento más a tener en cuenta por los gestores locales. Un tema clave para el estudio de la hidrogeología urbana es la evaluación de los diversos términos que componen la recarga (agua de la red de abastecimiento, del alcantarillado, agua de escorrentía urbana, infiltración directa, etc.) Discriminar todos estos términos es importante para evaluar el balance, para conocer el riesgo de contaminación de los acuíferos y para plantear una correcta gestión. Es necesario conocer cuales son los diversos compuestos hidroquímicos e isotópicos presentes en las aguas de recarga. El objetivo es identificar, y si es posible cuantificar, las diversas fuentes de recarga y sus proporciones. Se ha revisado un buen número de experiencias y casos internacionales que listan en el uso de diversos tipos de trazadores aplicados a los estudios de aguas subterráneas. La cuantificación de las diversas fuentes de recarga se puede establecer a partir de balances de solutos. El puntos críticos son: 1) la gran cantidad de fuentes de recarga existentes que implican tener que usar un gran número de especies conservativas; 2) la incertidumbre en las concentraciones de estas fuentes y 3) los errores de medida. Teniendo en cuenta estas limitaciones se presenta un método basado en el análisis estadístico multivariado para el cálculo de las proporciones de mezcla de las fuentes de recarga en un gran número de puntos de mezcla. Este método está basado en la presunción que las medidas de las concentraciones contienen errores. Minimizando la función de verosimilitud respecto a las concentraciones de las fuentes y de las mezclas se llega a un problema de optimización. Para resolver este problema se presenta un algoritmo de aplicado a dos ejemplos sintéticos. Los resultados confirman la conjeturas de partida, es decir, las concentraciones de las mezclas contienen información sobre las concentraciones de las fuentes. Así pues, al haber consistencia entre ambos implica que una mejora en los cálculos de las mezclas y también en el conocimiento más preciso de las fuentes. Esta metodología se ha aplicado a los acuíferos de Barcelona. El primer paso ha sido la identificación de las fuentes de recarga potenciales: agua de abastecimiento, con dos tipologías diferentes, aguas residuales y de escorrentía urbana, aguas de infiltración directa ,aguas de infiltración del río Besós y aguas de intrusión marina. Después de su estudio hidroquímico e isotópico se han determinado ocho especies químicas más o menos conservativas para identificar las posibles fuentes de recarga. La aplicación de este método estadístico ha permitido calcular las proporciones de mezcla de las diversas fuentes de recarga en las diversas zonas de los acuíferos de la ciudad. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------