La construcción de un modelo hidrogeológico, ya sea conceptual o numérico, es una representación simplificada de la realidad, el cual permite, en términos generales, resolver el comportamiento del flujo y transporte en sistemas hidrogeológicos.
En el proceso para construir un modelo hidrogeológico se pueden distinguir dos grandes etapas: la elaboración del modelo conceptual y la elaboración del modelo numérico.
La elaboración de un modelo conceptual debe ser el punto de partida en la construcción de cualquier modelo hidrogeológico. En esta etapa se representan, en forma simplificada, los elementos más importantes del sistema físico y su comportamiento, basándose en todos los antecedentes técnicos disponibles (geología, hidrología, hidrogeoquímica e hidrogeología).
Asimismo, dependiendo de la cantidad y calidad de dichos antecedentes, se define el dominio de la futura modelación, sus limitaciones y la precisión esperada de los resultados.
El Modelo Hidrogeológico Conceptual
En términos generales, la modelación hidrogeológica permite definir las principales características del sistema acuífero, las que serán posteriormente consideradas dentro del dominio de modelación.
La elaboración de este modelo requiere de una revisión detallada de la información disponible, labores de terreno y estudios básicos. Todo esto servirá de sustento técnico a la hora de definir las condiciones hidrogeológicas representadas luego en el modelo numérico, y determinarán, la precisión y la capacidad predictiva del mismo.
Los resultados de la modelación conceptual de un sistema hidrogeológico deben incluir como mínimo:
- La geometría del/los acuíferos.
- Caracterización geológica del sistema.
- Caracterización hidrológica del área.
- Las Unidades Hidrogeológicas más importantes.
- El tipo de acuífero o acuíferos.
- Los parámetros hidrogeológicos fundamentales del sistema.
- La piezometría (sentido del flujo).
- La hidroquímica.
- Las entradas y salidas de agua del sistema.
- Balance hídrico general.
Luego, considerando todos estos atributos en conjunto, se debe establecer un balance hídrico preliminar, para establecer la diferencia entre las entradas y las salidas del sistema.
Para qué sirve un Modelo Hidrogeológico Conceptual
El desarrollo de un Modelo Hidrogeológico Conceptual nos permite conocer:
- La geometría y distribución de las unidades hidrogeológicas y los parámetros hidrogeológicos elementales. Como la transmisividad, el coeficiente de almacenamiento y la permeabilidad.
- La dinámica del flujo subterráneo de las aguas. Para comprender con mayor certeza las dinámicas de flujos y su interacción.
- Clasificar el o los acuíferos (libre o freático, confinado o semiconfinado).
- Los mecanismos de recarga y descarga. Las zonas de recarga son aquellas que por condiciones geológicas y climatológicas gran parte de las precipitaciones se infiltran en el suelo hasta el acuífero en las partes más profundas de la cuenca. Dentro de las zonas de descarga están las cuencas que el acuífero abastece. Es indispensable una correcta identificación y cuantificación de los diversos mecanismos de descarga, ya que la sostenibilidad de eventuales explotaciones en el tiempo dependerá en gran medida de ellos.
- Las características hidroquímicas e isotópicas del recurso subterráneo. Para determinar la calidad del recurso e identificar, por ejemplo, el origen y las fuentes de aguas subterráneas salinas.
- Establecer un balance hídrico preliminar del sistema. Con el objeto de analizar las entradas y salidas de agua del sistema a lo largo del tiempo y hacer una evaluación cuantitativa de los recursos de agua y sus modificaciones por influencia de las actividades del hombre.
Metodología
Tal como hemos visto, la construcción de un modelo hidrogeológico conceptual reúne un conjunto de hipótesis que describen la comprensión de los sistemas de aguas subterráneas. El desarrollo de este modelo, normalmente, implica la realización de una serie de actividades que se describen a continuación:
a) Caracterización de la zona de estudio: Para establecer el dominio del modelo conceptual de una determinada área, se requiere inicialmente la delimitación precisa de la zona de estudio, junto con la definición de una escala de trabajo acorde a los alcances y objetivos de la modelación.
b) Revisión de antecedentes: Luego se debe realizar una revisión de antecedentes del sector, evaluando la cantidad y calidad de los mismos. Esta recopilación de información se refiere a la consulta de bases de datos de distintos organismos públicos, revisión de estudios anteriores y antecedentes propios del interesado, cuando dispone de un sistema de monitoreo de aguas superficiales o subterráneas.
c) Trabajo de terreno: Posterior a la revisión de antecedentes, se llevará a cabo una campaña de terreno para generar información complementaria suficiente para elaborar un modelo conceptual de acuerdo a las necesidades del interesado. Estas labores de terreno tienen relación, entre otros, con los siguientes aspectos:
- Reconocimiento geológico, geomorfológico y estructural.
- Catastro de pozos y sondajes.
- Campañas Geofísicas.
- Estimación de tasas de evaporación.
- Perforación y habilitación de sondajes.
- Ensayos hidráulicos.
- Monitoreo Hidroquímico.
- Monitoreo de Niveles.
- Muestreo de agua, suelo, roca y efluentes.
- Otras mediciones de terreno (aforos e información meteorológica).
- Instalación de estaciones fluviométricas y/o meteorológicas.
d) Trabajo de Gabinete: Esta etapa se realiza después del trabajo de campo y consiste en el desarrollo y elaboración de distintos análisis e informes para el interesado, como:
- Elaboración de mapas.
- Cálculo del Balance Hídrico.
- Interpretación de Ensayos Hidráulicos.
- Análisis Hidrogeoquímico.
- Preparación de informes.
Finalmente, y a modo de resumen, queremos recalcar la importancia de la construcción de un modelo hidrogeológico conceptual para definir las principales características y comportamiento del sistema acuífero, representando la geometría de los acuíferos, la delimitación de unidades hidrogeológicas de acuerdo con sus posibilidades de almacenar y transmitir agua, las características hidráulicas de los acuíferos, la posición de los niveles piezométricos, las condiciones del flujo de las aguas subterráneas y su relación con los componentes del ciclo hidrológico, características hidroquímicas y eventualmente isotópicas y delimitación de zonas de recarga, tránsito y descarga.
