Posteamos una conversación con un seguidor acerca de las capacidades de MODFLOW en el análisis de transporte de contaminantes en minería
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Los contaminantes metálicos en agua superficial de fuentes puntuales (PS) y no puntuales(NPS) son un problema muy extendido en Estados Unidos y en todo el mundo. En el oeste de Estados Unidos, metales asociados con el drenaje ácido de minas (AMD) influyen en los ecosistemas acuáticos y la salud humana.
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Los modelos numéricos son interpretaciones matemáticas de la naturaleza y el flujo subterráneo. Esto tiene sus limitaciones, sin embargo, son las mejores herramientas para la compresión de las condiciones del flujo y la simulación de escenarios predictivos para agua subterránea.
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El siguiente documento desarrolla las estadísticas sobre recursos hídricos, enfocado en los códigos de Phyton. La teoría proviene del Capítulo 1 de Statistical Methods in Water Resources Techniques of Water Resources Investigations (Hesel, 2002). Los scripts están escritos en Python con la interfase IPython.
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El presente documento recopila elementos teóricos que pueden orientar la construcción de modelos acoplados de transporte reactivo, cuyo uso puede ser implementado para optimizar los procesos de recuperación de cobre mediante la técnica de lixiviación en pilas.
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OpenFOAM es un software diseñado para la simulación computacional de dinámicas de flujo (CFD) que cuenta con diversas librerías para diversos análisis asociados al flujo de fluidos en canales y tuberías. Su versatilidad permite representar fenómenos como la mezcla de efluentes con aguas de ríos y reservorios, las plumas de emisiones en aire, descarga de emisores submarinos, cálculos de erosión de ríos entre otros.
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Ecosystem Functions Model (HEC-FEM), desarrollado por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estados Unidos, es una herramienta de planificación que ayuda a analizar las respuestas del ecosistema, frente a los cambios del régimen de flujo de un río.
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El SWAT simula directamente la carga de agua, sedimento y otros componentes externos a las áreas de tierra en la cuenca. Para simular la carga de agua y contaminantes de fuentes hídricas no asociadas con un área de tierra (ej: plantas de tratamiento de agua servida), el SWAT permite que la información de fuentes hídricas pueda ser leída en cualquier punto a lo largo de la red de canales.
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Para comprender los alcances de un modelo hidrogeológico, se hace necesario revisar la complejidad del problema que se quiere representar. El objetivo del modelo va de la mano con el grado de impacto sobre el sistema hidrogeológico que genera el proyecto objeto del EIA, pues las variables que componen los modelos no son las mismas en el caso de la actividad minera o en el caso de los rellenos sanitarios por ejemplo.
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El paquete para flujo en zona no saturada de ModFlow es uno de sus complementos más recientes y todavía se encuentra en fase experimental pues necesita de modelos probados en más partes del mundo para comprobar su validez (que hasta ahora es innegable).
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Cuando estaba en el segundo semestre de mi curso de maestría, el director del curso me dio esta recomendación: “Aprende MODFLOW y tendrás trabajo”. Esta fue una pequeña y sincera recomendación que me ha ayudado en mis últimos ocho años como hidrogeólogo - modelador numérico.
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La actividad minera ha dejado históricamente pasivos ambientales que tienen un impacto directo sobre los recursos hídricos. Un medio especialmente vulnerable a esta contaminación son los acuíferos andinos debido a su ubicación cercana a estos puntos de filtración de contaminantes.
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MODFLOW es el software de modelamiento de agua subterránea desarrollado por el Servicio Geológico de Estados Unidos. Tuvo su aparición en 1984 y ha tenido un constante desarrollo hasta la actualidad. Las capacidades de MODFLOW permiten representar el flujo regional o local de agua subterránea y su interacción con los cuerpos de agua superficial.
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El modelamiento geoquímico es una herramienta poderosa para la caracterización ambiental de la contaminación sobre un sitio y de la predicción sobre sus impactos ambientales debido a que simula los procesos físicos y químicos que afectan la distribución de las especies químicas en las fases líquida, sólida y gaseosa.
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Después de mi último trabajo en un staff de modeladores hidrogeológicos he recibido 6 ofertas de trabajo no solicitadas. De seguro, muchos modeladores con más años de experiencia que yo han recibido mucho más ofertas, pero yo me siento feliz con mi humilde record. El punto de ésta comparación es que los modeladores de agua subterránea con experiencia en hidrogeología minera son realmente escasos. Las mineras y las compañías consultoras están buscando modeladores talentosos, y de alguna forma no hay muchos modeladores saliendo de las universidades.
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Antes de hablar sobre las distintas investigaciones que han tenido como foco principal los recursos hídricos, creo que es necesario explicar primero qué es la geoestadística. [1] La geoestadística es un tipo de estadística usada para analizar e interpretar datos referenciados geográficamente. No es restringida a solo trabajar con datos puntuales, sino que también puede trabajar con capas de sistemas de información geográfica (GIS) para explorar variación espacial, mejorar la generación de modelos digitales de elevación (DEM) y sus respectivas simulaciones, optimizar el muestreo espacial, etc. [1]
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GWM es un proceso para la gestión del agua subterránea que implementa MODFLOW; respalda tres tipos de decisiones: (1) Variables de decisión de la tasa de flujo, las cuales pueden ser las tasas de bombeo o de inyección en pozos; (2) Variables de decisión externas, las que representan fuentes de agua externa al flujo del modelo y que no afectan directamente a las variables de estado del sistema de aguas subterráneas simulado; y (3) Variables binarias, que tienen valores de 0 o 1 y son usadas para definir la tasa de flujo o el estado de las variables de decisión externas.
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MODFLOW es el software para modelamiento de agua subterránea desarrollado por la USGS. El software es capaz de representar condiciones relacionadas con el flujo del agua subterránea como la evapotranspiración, recarga, drenaje, interacción del río, entre otros.
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En muchas partes del mundo los recursos hídricos subterráneos están bajo una amenaza constante debido a las demandas crecientes, el desperdicio en su uso y la contaminación. Para enfrentar este desafío de deben implementar un buen planeamiento y prácticas de manejo integrado.
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Los modelos hidrológicos más importantes y más completos son los modelos hidrológicos distribuidos basados en procesos físicos. Estos modelos consideran la distribución espacial de parámetros y ecuaciones y pueden ser aplicados a cuencas con redes complejas de canales, con variada distribución de uso de suelo, tipo de suelo y cobertura de vegetación, con complejo sistema acuífero debajo del suelo, etc.
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