50 factores que complican el modelamiento de transporte de contaminantes

El modelamiento de transporte de contaminates es una excelente herramienta para evaluar el estado de los acuífero al final de un proyecto y durante la época de cierre. Modelar los lixiviados nos puede mostrar como se transportan los contaminantes y como se ven afectados los usuarios y el medio ambiente en el corto y largo plazo. Este modelamiento también ayuda a diseñar sistemas de monitoreo de calidad de agua y optimizar los recursos de análisis.

Pluma contaminante de un botadero minero modelado con MODFLOW / MT3DMS

Pluma contaminante de un botadero minero modelado con MODFLOW / MT3DMS

Sin embargo este modelamiento no ha llegado a ser utilizado en su verdadera dimensión por la gestión ambiental como se conoce ahora. Existen sombras en la utilización de este modelamiento y probablemente son más de 50; en este infohatari solo mencionaremos algunas de estas sombras:

 

1. El modelo de transporte se acopla a un modelo de flujo

Un modelamiento de transporte requiere haber construido un modelo de flujo de aguas subterráneas. Cosa que no es tan crítica, porque las herramientas de la USGS (Servicio Geológico de los Estados Unidos) que son MODFLOW, MODEL MUSE y MT3DMS hacen este modelamiento muy sencillo y práctico. Ya que este tema no es conocido, muchas veces se cotiza como dos modelos diferentes y se ve como caro.

 

2. El transporte de contaminates esta asociado a la hidroquímica

Si alguien se quiere complicar con los procesos químicos que ocurren en el flujo de aguas subterráneas, puede ver al modelo de transporte de contaminantes como un calvario. La forma en que han sido construidos los modelos hacen que solo se puedan considerar ciertos procesos, lo que no debe ser considerado como una limitación, sino como una ventaja al agilizar el análisis y promueve la discusión entre las partes. 

La mayoría de los transporte de contaminantes realizados por el autor solo consideran procesos de advección y dispersión, es decir como se transporta el contaminante con el flujo y como se dispersa por efecto de fluir en un medio poroso. Esto es a su vez una simplificación de lo que sucede en la realidad porque asume que los contaminantes se conservan en masa con el tiempo, no decaen, no se adhieren y no reaccionan.

Este enfoque puede cumplir con un reglamento, o con un requerimiento ambiental, o quizá para hacer una bonita figura en 3D, pero tenemos que ponernos en una posición de ignorancia al querer comprender casos como pH básicos al pie de presas de relave con pirita y pretender que no ocurrió una reacción química.

 

3. Los modelo de transporte son difícilmente calibrados

No causaría mucha aceptación si dijéramos que los modelos de transporte no son calibrados, es decir que sus resultados no pueden ser contrastados con valores observados. Entonces esto sería una falla, carencia, agujero negro de la gestión ambiental? Puede ser que sí y nuestras futuras generaciones nos juzgarán por esto.

Los modelos de transporte no se calibran porque los procesos de infiltración son lentos y validarlos requeriría de registros de muchos años y eso no es factible para dar una licencia ambiental. En la humilde experiencia del autor, nunca ha podido calibrar un modelo de transporte de contaminantes porque solo se podrían hacer de botaderos históricos (caso Botadero Excelsior en Cerro de Pasco) e incluso teniendo esos botaderos, necesitaríamos registros por mucho tiempo en escala de decenas de años.

En el estándar de consultoría actual, muchos valores son sacados de literatura lo que incrementa la incertidumbre sobre los resultados de las simulaciones.

 

4. Siempre el análisis se puede hacer más complejo

MODFLOW/MT3DMS puede simular otro procesos de transporte como adsorción y reacciones de primer orden. Como dijimos, la incertidumbre de modelar estos procesos hace que utilicemos coeficientes sacados de literatura o porque eran los que mejor ajustaban a lo que querías demostrar. 

En caso se tengan muchos datos y se haya hecho una investigación de fondo, se pueden hacer análisis más complejos y se pueden simular modelos de especiación y de reacción con PHREEQC, e incluso se puede acoplar el flujo a la reacción con PHAST.

 

5. La información y software no son muy amigables

Hay que comprender que muchas muchas publicaciones en el tema están escritos en inglés, pero en un ingles denso, donde muchas veces el autor no ha hecho el esfuerzo para que el tema este explicado de manera que un niño de 10 años pueda entenderlo (sinceramente, creo que es posible).

Los softwares tampoco han estado históricamente a la talla de ser una herramienta "práctica", por su falta de interfases de usuario, pocos tutoriales, poca documentación, y ausencia de foros de discusión. MODFLOW con MODEL MUSE está cambiando este esquema, al facilitar el modelamiento de flujo y calidad de agua en una interfase visual de gran performance. Esperamos el futuro nos brinde herramientas con este nivel para poder dinamizar el estudio de los procesos de transporte.

 

Lo anteriormente descrito no quiere invalidar el uso de modelos en la gestión ambiental. Los modelos siguen siendo las mejores herramientas para evaluar impactos al medio ambiente; al comprender los beneficios, las limitaciones, las capacidades y los insumos del modelamiento, se podrá integrar mejor esta herramienta en la discusión sobre la sostenibilidad de los proyectos.

 

Escrito por:

Saul Montoya Ph.D. Cand. M.Sc.

Hidrogeólogo - Modelamiento Numérico

Director de Gidahatari

Footer_Suscribirse.png

Suscríbase a nuestro boletín gratuito para recibir noticias, datos interesantes y fechas de nuestros cursos en recursos hídricos.

Posted on February 26, 2015 and filed under Hidrogeología, Medio ambiente.