Tutorial para la Simulación de Bioacumulación de Metales en Humedales (Bofedales) con MODFLOW-MT3DMS

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Al tratar de concentraciones y transporte de solutos y contaminantes en el sistema de aguas subterráneas tenemos que considerar los conceptos de Fuente/Sumidero (Source/Sink) y las concentraciones naturales en el agua subterránea. Las fuentes (Sources) representan los ingresos de masa de solutos que pueden ser derrames o también procesos de lixiviación naturales, los sumideros (Sinks) son las zonas donde el agua con concentraciones de soluto salen del sistema.

En casi todas las zonas determinadas como sumideros (drenes, ríos, lagos, mares) el agua subterránea sale con sus concentraciones y luego se mezcla con los cuerpos de agua superficial. La excepción es el proceso de evapotranspiración donde el agua que consumen las plantas son descargadas pura al ambiente, es decir, el agua evapotranspirada es limpia y los solutos se quedan en la capa de suelo.

En el tiempo geológico que es la escala de los miles de años los componentes en solución tienden a acumularse en los bofedales, y estos se convierten en "zonas de secuestramiento" de iones principales, menores y metales. El tutorial muestra el proceso de bioacumulación de cobre en un acuíferos para un tiempo de 1000 años. Según el cálculo mostrado las concentraciones de metales pueden ser entre 3 a 4 veces el valor de las concentraciones de fondo en el tiempo simulado.

 

Los humedales (bofedales) y la evapotranspiración

Los humedales no aparecen ni desaparacen espontáneamente. Los humedales (bofedales) son ecosistemas que se forman cuando la napa freática está muy cercana a la superficie y las plantas pueden tomar agua subterránea por sus raíces. Al alimentarse las plantas de agua subterránea, estas permanecen verdes en la época de ausencia de lluvias. 

El siguiente gráfico muestra dos zonas de descarga de agua subterránea de río y humedal. Nótese que el humedal de produce cuando la napa freática esta cercana a la superficie.

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La ubicación y extensión de bofedales está ligado la distribución y oscilación del sistema de aguas subterránea. El agua que consumen las plantas se descarga como vapor por las estomas de las hojas en un proceso llamado transpiración, el agua de la humedad del suelo se evapora en un proceso llamado evaporación. Ambos procesos se pueden juntar en un componente llamado evapotranspiración que descarga agua subterránea al medio ambiente.

Esta agua que descarga al medio ambiente es conceptualizada como pura, por lo que los solutos se quedan en la zona de suelo convirtiendo a los bofedales en una zona de "secuestración" de componentes disueltos como iones principales, menores y metales. 

 

Tutorial

 

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Posted on March 20, 2017 and filed under Tutorial, Hidrogeología, TutorialModflow.