¿Qué pasa cuando las aguas de los ríos se cruzan con las subterráneas?

Así lo asegura el ingeniero civil Antonio Preziosi, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), quien desarrolló tres modelos computacionales para evaluar este intercambio, un aporte científico exaltado por el Premio Shizu y Yu Takeuchi de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (Accefyn).

Explica además que “por lo general las investigaciones sobre los recursos hídricos se hacen considerando que el agua subterránea y la superficial forman parte de sistemas aislados que no se relacionan. Nuestro estudio busca una mirada integral del agua como un solo recurso, independientemente de dónde se encuentre almacenada”.

El principal hallazgo de su tesis doctoral sugiere que el tamaño de los granos que conforman el lecho de los ríos (piedras, arena y sedimentos) y sus niveles de flujo aumentan o disminuyen en el intercambio entre los dos acuíferos (aguas subterránea y ríos).

Por ello, propone tres modelos computacionales que simplifiquen la medición del flujo hiporreico, es decir el de la zona en donde las aguas de los ríos y las subterráneas interactúan, intercambian y transportan solutos (sales y gases que se desintegran, en otros), contaminantes y microorganismos.

Es importante considerar que en países tropicales como Colombia las corrientes de agua superficiales juegan un rol importante como fuente de agua potable para grandes asentamientos humanos, a la vez que son receptoras de vertimientos domésticos e industriales. El crecimiento de la población, la migración interna de las ciudades y los efectos del cambio climático hacen que la presión sobre los ecosistemas acuáticos se vuelva un tema de interés para la ciencia.

“De ahí que nuestro interés desde la mecánica de fluidos es determinar el perfil de velocidades promedio, que representa la transición entre el flujo de agua de un canal y un lecho de forma regular. Para este fin se empleó el método de los volúmenes finitos, herramienta que modela problemas en la dinámica de las desembocaduras de los ríos y estuarios o ecosistemas mixtos en donde confluyen las aguas dulces de ríos y las saladas de mar”, señala el ingeniero Preziosi.

Los modelos que él desarrolló en computador simularon experimentos que se hicieron en canales de los laboratorios de las universidades Northwestern y de Illinois: “nuestros modelos lograron representar los mismos resultados que se observan en los experimentos realizados, lo cual evidencia esa importante interacción entre los dos ecosistemas (ríos y aguas subterráneas)”.

Al respecto, el profesor Leonardo Donado, director de la tesis y del grupo de investigación Hidrodinámica de Medios Naturales (HYDS) de la UNAL, agrega que “además logramos simplificar ecuaciones como las de Navier-Stokes, que describen la física de fenómenos como las corrientes hídricas, pero de una manera dispendiosa, lo cual dificulta contar con información detallada de la forma y la composición de los lechos de los ríos”

El ingeniero Preziosi concluye: “en nuestro caso desarrollamos dos modelos de alta complejidad; uno de métodos numéricos espectrales y otro de rastreo de partículas, que permiten evaluar más directamente la disponibilidad de agua en los ríos, su calidad y sus niveles de contaminación”.

Eso significa que en un futuro cercano, con la medición y el reconocimiento de estos ecosistemas, se podrán estudiar nuevas fauna y flora y proponer planes para mitigar tanto la contaminación en acuíferos como las sequias de los ríos, entre otros.

Trayectoria con más reconocimientos

Por la originalidad, rigor e importancia científica de su investigación, Antonio Preziosi recibió una “Mención meritoria a la mejor tesis de doctorado en las áreas de Biología, Química y Geología” por parte de la Accefyn, máximo organismo de científicos asociados en el país.

Este reconocimiento se le otorgará durante el premio Shizu y Yu Takeuchi, este viernes 18 de marzo. Es importante destacar que este galardón se estableció en memoria del profesor japonés Yu Takeuchi, docente de la UNAL y reconocido matemático en el ámbito mundial.

Actualmente el ingeniero Preziosi se desempeña como profesor del área Hidroambiental de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Santo Tomás. También continúa sus investigaciones en hidrodinámica de medios naturales y sistemas urbanos de drenaje sostenible y lidera el proceso de creación de una empresa de consultoría ambiental especializada.

En su tiempo libre disfruta el baloncesto con su equipo de exalumnos de la UNAL. Por otro lado, hace cinco años forma parte del grupo de investigación HYDS.

“Para nosotros como grupo de investigación joven, es un gran reconocimiento a esta corta época de trabajo”, menciona el profesor Donado.

HYDS ha graduado 3 doctores en Ingeniería Civil de la Sede Bogotá, los cuales ejercen hoy la enseñanza en reconocidas universidades del país y han sido ganadores del premio a la “Mejor investigación” que da la Asociación de Ingenieros de la UNAL.