Retos de la Hidrología Subterránea.pdf

23INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 7 · Nº 1 MARZO 2000

Resumen:La Hidrología subterránea es una rama de la Hidrología que trata de las diferentes formas y situaciones delagua bajo la superficie terrestre. Considera no solo al agua subterránea como un recurso sino también supapel esencial en la Naturaleza, en la geomorfología y en la geodinámica terrestre. Es una Ciencia y una In-geniería cuyos principios básicos están razonablemente establecidos, pero que aún tiene numerosos as-pectos por desarrollar, tanto desde el punto de vista científico como aplicado. En buena parte ello es debi-do a la complejidad del terreno y de las interacciones del agua con el mismo. Los fenómenos se puedenconsiderar a muy distintas escalas, desde la del poro o la microfisura a la del conjunto de fenómenos geo-lógicos a escala regional. Con frecuencia se observa a una escala y las cuestiones a considerar o resolverestán a otra diferente. Como sucede en otras Ciencias de la Naturaleza, el paso de una escala a otra tieneserios problemas conceptuales y prácticos. Aún se requiere un notable esfuerzo para el establecimiento demodelos conceptuales, de simulación numérica, de interpretación hidrogeoquímica y de conocimiento delos aspectos bioquímicos, tanto para entender el papel natural del agua subterránea, como para potenciarsu valor como recurso económico, y tambien para lograr su uso sustentable, proteger de la contaminacióny remediar los posibles efectos negativos debidos a su aprovechamiento. A los temas científicos y técnicosse unen los económicos y sociales, cada vez con mayor peso y relevancia. En este artículo se presenta la vi-sión de los autores sobre la situación actual y la evolución futura basándose en las necesidades de cono-cimiento y desarrollo. Los aspectos socioeconómicos sólo se esbozan, aunque se reconoce que hoy sonquizás los más relevantes a efectos prácticos. Este artículo no pretende ser un estado del arte y las refe-rencias se limitan a algunas publicaciones orientativas.

Palabras clave: hidrología subterránea, hidrogeología, estado actual, retos de futuro, evolución del cono-cimiento.

El Comité Coordinador del Decenio Hidro-lógico Internacional de UNESCO adoptó en 1965la definición: “La Hidrología es la Ciencia quetrata de las aguas terrestres, de sus maneras deaparecer, de su circulación y distribución en elglobo, de sus propiedades físicas y químicas y susinteracciones con el medio físico y biológico, sinolvidar las reacciones a la acción del hombre” (vé-ase Custodio y Llamas, 1976). Esta definición sepuede seguir considerando válida, si bien última-mente se han abierto nuevas fronteras con la con-sideración del agua en otros lugares del espacioextraterrestre. En el pasado se ha ligado Hidrolo-gía a Recursos hídricos e Ingeniería hidráulica,pero hoy ésta limitación de la perspectiva ha sidosuperada. Se trata de una Ciencia de la Tierra quese enlaza estrechamente con las Ciencias ambien-tales, penetra los aspectos físicos, químicos y bio-lógicos, y se extiende por ámbitos económicos,sociales y políticos (Dooge, 1999).

La Hidrología subterránea es aquella partede la Hidrología que considera las aguas situadas

bajo la superficie del terreno, así como sus mani-festaciones exteriores e intercambios con los otrosmedios que son objeto de la Hidrología (Custodioy Llamas, 1976; Price, 1996). Por supuesto quelas fronteras entre las diferentes ramas de la Hi-drología son difusas, como sucede con el conoci-miento del agua en el suelo, donde confluyen lasHidrologías superficial, atmosférica, edáfica ysubterránea, y las Ciencias con las que están rela-cionadas (Climatología, Edafología, Geología,Geofísica, Geoquímica y Biogeoquímica).

El término Hidrología subterránea se sueleconsiderar que es sinónimo de Hidrogeología, aun-que cabe introducir matices según el énfasis fisico-matemático o geológico. Pero no hay una diferen-ciación clara ni un acuerdo mayoritario. La denomi-nación Geohidrología, actualmente de uso muy ge-neralizado en Méjico, también ha sido a veces con-siderada como sinónima, pero más frecuentementehace referencia a la Hidrología en su conjunto, conénfasis en sus aspectos fisicomatemáticos.

Introducción

Emilio Custodio.1

M. Ramón Llamas.2

A. Sahuquillo.3

RETOS DE LA HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA

1 Dr. Ing. Ind., Catedrático del Departamento de Ingeniería del Terreno, Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona, España.Temporalmente en el Instituto Tecnológico Geominero de España, Madrid, España.

2 Dr. Ing. CCP, Catedrático del Departamento de Geodinámica, Universidad Complutense de Madrid, España.3 Dr. Ing. CCP, Catedrático del Departamento de Ingeniería Hidraúlica y Medio Ambiente, Universidad Politécnica de Valencia, España.

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EMILIO CUSTODIO, M. RAMÓN LLAMAS y A. SAHUQUILLO

INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 7 · Nº 1 MARZO 2000

Practicamente la totalidad del agua a la quehace referencia la Hidrología cambia de lugar y deestado a lo largo del tiempo, pero sin variar esen-cialmente la cantidad total, en una circulación queconforma el ciclo hidrológico en sus fases princi-pales: superficial, subterránea, oceánica, atmosfé-rica, glacial y biológica. Cada fase del ciclo hidro-lógico tiene unas características propias que exigesu tratamiento diferenciado dentro del conjunto.Así, a las aguas subterráneas, que son el objeto dela Hidrología subterránea, se les asocia un tiempode tránsito largo o muy largo, y un almacenamien-to asociado muy elevado en comparación con lasaguas superficiales. Este flujo del agua subterráneaes por lo común muy lento en comparación con laescala temporal humana, de modo que una partedel agua llega a considerarse a veces como separa-da del ciclo hidrológico “activo”. Es lo que en oca-siones se llama agua “fósil” o no renovable, lo cuales más una cuestión de conveniencia que concep-tual, aunque por otros motivos de carácter corpora-tivo o personal hay quien insiste aún en estableceruna marcada diferenciación. Dentro de las aguassubterráneas se incluyen circunstancias muy dife-rentes, desde el agua vadosa (del medio no satura-do) a la que está ocluida o atrapada en rocas y mi-nerales, e incluso la que está disuelta en magmas yen el manto. Por razones de importancia para la ac-tividad del hombre se presta mayor atención alagua en los acuíferos y en los acuitardos, y tam-bién, más recientemente, en el medio no saturado.

El agua juega un papel muy singular en laNaturaleza. Junto con el oxígeno atmosféricoconstituye la circunstancia más peculiar de la Tie-rra respecto a los otros planetas del sistema solar.El agua es la base necesaria para la existencia devida, pero también es una substancia esencial en ladinámica y evolución terrestre, incluso en la diná-mica profunda al influir en las características de lasrocas a alta presión y temperatura (Zang, 1999).Además el agua es un agente físico muy activo enla conformación del relieve terrestre y es un pode-roso disolvente capaz de movilizar gran número desubstancias. De ahí su importancia en la formaciónde rocas, sedimentos y yacimientos minerales, yque sea el vehículo principal del transporte de con-taminantes. Todo ello incluye aspectos científicosmuy diversos, de gran alcance y multifacéticos.

Además el agua es necesaria para la sociedadhumana, no sólo para cubrir sus necesidades vita-les esenciales sino para buena parte de sus activi-dades económicas. Por ello es también un recursoeconómico y un sujeto tecnológico.

Para disponer de agua en el espacio y en eltiempo, en la cantidad y calidad requeridas, se pre-cisa una serie de actuaciones que implican algunaalteración del ciclo hidrológico natural, cuya im-portancia relativa depende de las circunstancias.Esas actuaciones son fruto de una Ingeniería, quees también parte de la Hidrología, que se aplicapara conseguir unos servicios y obtener unos be-neficios económicos y sociales. El estudio y cono-cimiento de los efectos de esas actuaciones tam-bién son objeto de la Ciencia hidrológica. Tambiénla corrección de los efectos negativos que se pue-dan producir supone aplicar nuevos conocimien-tos científicos y recursos de Ingeniería que se fun-damentan en la Ciencia Hidrológica. Su aplicaciónal conjunto se basa en los principios éticos que de-ben regir toda la actuación del hombre.

De ahí que al hacer referencia en adelante ala Hidrología subterránea se consideren tanto losaspectos científicos como los técnicos, y que seestudie tanto el papel del agua en la Naturalezacomo su carácter de recurso para satisfacer las ne-cesidades humanas. No resulta siempre fácil man-tener el adecuado equilibrio entre unos y otros.Sucede a menudo que, a causa de la presión socialpor disponer de agua para actividades del hombre,se hable del agua subterránea como un simple re-curso económico, olvidando su papel en la Natu-raleza. Pero también puede acontecer que, por de-fender la Naturaleza, se olvide que la conserva-ción y disfrute de esa Naturaleza tiene poco senti-do en ausencia del hombre o con una Sociedad po-bre, en conflicto o que la ignora.

Gran parte del devenir presente y de los retosfuturos de la Hidrología subterránea no están enlos aspectos más estrictamente científicos y tecno-lógicos –aún siendo éstos importantes, desafiantesy atractivos- sino en los de carácter económico,social y político (Dooge, 1999). Aún hay poca ex-periencia en estos aspectos, se defienden puntosde vista controvertidos, notables intereses econó-micos, sociales y políticos entran en colisión, y engeneral se dispone de escasa capacitación sobreellos, aún a alto nivel.

Este artículo es una visión personal de losautores sobre el momento actual de la HidrologíaSubterránea y su evolución futura. No se trata setrata de presentar detalladamente el estado del ar-te ni de realizar una revisión documentada de losproblemas y su evolución. Por eso no se aporta unconjunto extenso de referencias que soporte cadaaspecto, sino tan solo algunas pocas menciones de

textos y trabajos generales. Por razones de exten-sión del artículo y de la propia especialidad de losautores se pone más énfasis en los aspectos cientí-fico–técnicos que en los demás aspectos de carác-ter económico y social, que hoy son los que estánadquiriendo mayor relevancia.

Sobre el conocimiento básico de lahidrología subterránea

Existe ya un razonable cuerpo de doctrinaque sienta buena parte de los fundamentos básicosque definen y regulan el flujo del agua y el trans-porte de masa (de subtancias disueltas en el agua)en el terreno, tanto en el medio saturado como enel medio no saturado, a nivel macroscópico, es de-cir, promediando la complejidad del entramado deporos y fisuras en lo que se define como un volu-men elemental representativo (Narashimhan,1999; Apello y Postma, 1993; Custodio y Llamas,1976). También hay modelos teóricos que explicanaceptablemente bien el comportamiento microscó-pico (a escala igual o de mayor detalle que la delporo o fisura) y que para medios homogéneos ycon cambios suaves explican los valores de lasmagnitudes características, tales como porosidad,conductividad hidraúlica, difusividad molecular,dispersividad, coeficientes de sorción y de inter-cambio iónico, exclusión iónica y tortuosidad. Noobstante, aún caben nuevos desarrollos básicos, enespecial en aspectos que afectan al transporte demasa, tales como isotermas de sorción y coeficien-tes de reparto, y aún falta una sistematización quepermita definir los valores de esas magnitudes enfunción de características del medio que sean fácil-mente observables. Los principios del flujo en fi-suras y fracturas es razonablemente conocido(NRC, 1996), pero su tratamiento generalizado yregionalizado requiere desarrollos adicionales.

Parte de los esfuerzos actuales tratan de defi-nir mejor lo que se ha venido considerando comomagnitudes fundamentales, para tener en cuentala compleja naturaleza del medio subterráneo y suheterogeneidad, vista desde distintas escalas. Lavariabilidad espacial de las propiedades de losacuíferos y acuitardos es siempre elevada, aún enlos que se consideran más homogéneos, e inclusoconsiderando distancias muy pequeñas. Desdeque Freeze (1975) inició el análisis de la influen-cia de la heterogeneidad del medio subterráneo seha producido un auge espectacular de lo que hallegado a ser la hidrología subterránea estocástica,que ha dado resultados importantes en el análisisdel flujo y transporte subterráneo. En medios no

excesivamente heterogéneos se ha llegado a pre-decir los parámetros de flujo y dispersión a partirde las propiedades geoestadísticas de la conducti-vidad hidraúlica, y se ha explicado el carácterasintótico de la dispersividad. Pero en medios másheterogéneos, en general en medios con estructu-ra de distribución espacial no gausiana, la evolu-ción de la contaminación puede ser muy distinta ala predicha por la ley de Fick, e incluso la disper-sividad puede ser creciente continuamente. Estosucede cuando la mancha de contaminación estáinfluída por heterogeneidades a una escala másamplia o cuando existen zonas marcadamente máspermeables. En medios heterogéneos el cambiode escala (escalado hacia arriba o hacia abajo) dela conductividad hidraúlica presenta dificultadesconceptuales y prácticas.

En general las heterogeneidades complicannotablemente la descripción y cuantificación delflujo, y aún más el del transporte. El problema esmás acusado en el flujo multifásico, tanto el quesucede en el medio no saturado (agua y aire) comoen yacimientos de gas o petróleo (agua y gas y/opetróleo) o sistemas mas complejos (contamina-ción del terreno por productos petrolíferos o disol-ventes orgánicos). En el caso de fluido heterogé-neo miscible de densidad variable, como en el ca-so de intrusión de agua salina en un acuífero deagua dulce, se crean problemas adicionales. Lasdificultades hacen aún más manifiestas cuando setrata de fluidos inmiscibles, donde las digitacio-nes y los efectos capilares pueden tener un efectomuy acusado.

La consideración del medio permeable comoun medio heterogéneo al que sólo se puede acce-der con un número reducido de perforaciones ha-ce que la caracterización de las propiedades hidro-dinámicas y de transporte de un acuífero tenga in-certidumbres que dependen de las observacionesy medidas realizadas, y de su distribución espa-cial. La importancia de esas incertidumbres esmayor sobre el transporte de masa que sobre elflujo. Este problema es crucial para estudiar la mi-gración de contaminantes. La interpolación de lasconductividades hidráulicas o transmisividadesmedidas, o la asignación de valores medidos a de-terminadas capas o regiones de un acuífero si bienpuede ser válida para tratar problemas de flujo,con frecuencia suele ser inadecuada para los detransporte de masa. Esto es debido a que los con-taminantes pueden migrar mucho más fácilmentea través de caminos preferenciales.

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El tratamiento estocástico permite disminuirlas incertidumbres, o al menos tratarlas más cuanti-tativamente. Esto suele hacerse realizando múlti-ples simulaciones utilizando el método de MonteCarlo. Se pretende que los campos tengan la mismadistribución estocástica y variabilidad espacial delas propiedades hidrodinámicas (conductividad hi-dráulica o transmisividad, aunque también puedenser otras) que el campo real, el cual no se conocemás que en unos pocos puntos en los cuales tam-bién se pretende reproducir los valores de las mag-nitudes y variables medidas, tales como el poten-cial hidraúlico o las concentraciones. El análisis delos resultados proporciona el riesgo inherente alproceso simulado. Los medios simulados que pre-servan la variabilidad espacial no son suaves, con-trariamente a los medios obtenidos interpolando losdatos, que representan el valor más probable en ca-da punto, pero que no preservan la variabilidad es-pacial. Éstos proporcionan resultados mucho másinseguros con respecto a la migración de contami-nantes. Estos modos de tratamiento son relativa-mente recientes, y ya han aportado algunos avancesnotables al tratamiento cuantitativo. En esta línease esperan notables avances en el futuro, tanto parael conocimiento del flujo y transporte de masa co-mo para la evaluación de la incertidumbre asociada(Gómez-Hernández et al., 1997).

Aunque lo anteriormente comentado se refie-re al flujo de fluido y transporte de masa, de modosimilar se puede considerar el transporte de calor.De hecho los aspectos térmicos del terreno son im-portantes y están muy influenciados por el flujo delagua subterránea. También los principios básicosson bien conocidos, así como los parámetros ma-croscópicos que los definen. En medios granularesla temperatura del fluido y del medio puede supo-nerse que es la misma a una escala de tiempo nomuy detallada, aunque en medios fisurados (asimi-lables a doble permeabilidad/porosidad) la difusióntérmica entre fisura y bloque introduce una amorti-guación y retraso de los cambios que hasta ahorasólo ha sido analizada preliminarmente.

La distribución de la temperatura del terrenoy de sus variaciones en relación con el flujo delagua subterránea ha sido objeto de estudio desdehace largo tiempo, pero las aplicaciones han sidorelativamente escasas, salvo en lo que respecta acuestiones en relación con la energía geotérmica.Por ello cabe esperar que estas técnicas se des-arrollen notablemente, con la condición de que losmétodos para obtener la información térmica semejoren notablemente.

La incertidumbre del valor de la recarga alos acuíferos

Es bien conocido como se produce la recargaa los acuíferos pero su cuantificación con preci-sión aceptable es uno de los grandes desafíos de laHidrología subterránea (Custodio et al., 1997;Simmers, 1997), tanto en lo que respecta a su va-lor en un momento y lugar determinados, como asu estimación y cálculo en función de unas cir-cunstancias dadas. Es una magnitud con una in-certidumbre asociada importante, no sólo a causade su propia génesis (precipitación, caudal en elcauce de un río) sino de la variabilidad espacial delas características del terreno sobre la que se pro-duce. Las incertidumbres asociadas al conoci-miento de la escorrentía superficial son similareso mayores que las inherentes a la estimación de larecarga a los acuíferos.

La determinación o cálculo de la recarga pordiferentes métodos, en lo posible independientes,ayuda no sólo a disminuir la incertidumbre sino acorregir errores en los primeros momentos esta-dísticos (errores y desplazamientos en la mediay/o medianas). Los diferentes métodos producenvalores con distinta representatividad temporal yespacial. Unos representan la respuesta a un even-to de precipitación o escorrentía o a un conjuntolimitado de ellos, mientras que otros integran ungran número de eventos a lo largo de un largo pe-riodo de tiempo, de modo que se obtienen valoresmedios. Estos valores medios a largo plazo pue-den abarcar periodos que pueden incluir cambiosclimáticos significativos o modificaciones impor-tantes del uso del territorio, y que por lo tanto norepresentan a un sistema sin tendencia. Éste esaún un campo de investigación abierto, además detener implicaciones importantes para los estudiosde la evolución climática pasada y la predicciónde los cambios futuros.

En el caso de recarga por la precipitación at-mosférica, los métodos de estimación (de balance deagua en el suelo, lisimétricos, de perfiles de hume-dad, de balance de cloruro de aporte atmosférico, deperfiles de cloruro, de balance isotópico de trítio, detransporte de cloro-36 termonuclear,...) están razo-nablemente bien establecidos. No obstante subsistenproblemas de variabilidad espacial, que requieren unesfuerzo de transformación de escalas.

En áreas áridas y semiáridas tanto la recargapor la lluvia como por la escorrentía de tormentason eventos singulares, poco frecuentes, que pueden

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llegar a tener un papel muy importante en los sis-temas acuíferos con un gran tiempo de permanen-cia del agua subterránea. Estos eventos están aúnpobremente caracterizados y son mal conocidos, yademás pueden responder a situaciones cambian-tes y heterogéneas. Su caracterización requiere es-tudios más detallados. En ellos los aspectos isotó-picos del agua tienen una relevancia especial. Enestas áreas no es raro que la única recarga signifi-cativa se produzca durante eventos excepcionalesde pluviometría y/o escorrentía, y por lo tanto demuy difícil observación y evaluación. Pero tam-bién hay circunstancias que permiten que en climasemiárido la recarga en años secos sea aún signifi-cativa.

La importancia de la cubierta vegetal sobre larecarga es algo que aún requiere un proceso de ma-duración importante, sobre todo cuando se procedea regionalizar las observaciones. A este respecto, elpapel del bosque aún contiene aspectos importantesa investigar, como el efecto de macroporos, del es-currimiento a lo largo de los troncos y del atrapa-miento de nieblas (en cuanto a humedad y a salini-dad atmosférica), y el más importante de la evapo-transpiración. En áreas extensas de arenas silíceascon vegetación moderada, el fenómeno de la repe-lencia de la superficie desnuda de la arena seca so-bre las gotas de lluvia parece tener una importanciaapreciable en la recarga concentrada en microde-presiones en áreas semiáridas y áridas. El fenóme-no parece fácil de simular pero se desconoce enbuena manera su parametrización y duración.

También la caracterización de la recarga porla lluvia sobre áreas de roca con suelo escaso o ca-si inexistente presenta retos importantes en el mo-mento actual. La concentración de la escorrentíaen fisuras situadas en depresiones del microrrelie-ve juega un papel esencial, así como la transmi-sión en profundidad de ese agua por la fisura y suinteracción con las paredes de la misma en el me-dio no saturado.

En áreas áridas y semiáridas la infiltraciónde la escorrentía esporádica en piedemontes, aba-nicos aluviales y cauces, y su transformación enrecarga a los acuíferos, presenta numerosos pun-tos aún poco conocidos en relación con la superfi-cie inundada, la permeabilidad y espesor de lossedimentos de fondo en esas áreas y la capacidadde descolmatación del cauce durante las crecidas.

Una de las dificultades aún pobremente re-sueltas es la de escala, o sea como relacionar valo-

res de la recarga sobre un territorio extenso conuna o pocas observaciones sobre áreas reducidas opuntuales, o como relacionar las distribucionestemporales con observaciones en determinadosmomentos o en intervalos de tiempo limitados.

La creciente importancia de laHidrogeoquímica.

Para la caracterización del funcionamiento delos sistemas acuíferos, los métodos hidrogeoquími-cos e isotópicos ambientales son herramientas degran interés, que en muchos casos se han desarro-llado hasta hacer posible su utilización como herra-mienta convencional (Appelo y Postma, 1993). Noobstante subsisten aspectos que no llegan a diluci-darse bien con el estudio de los componentes di-sueltos mayoritarios, de las especies isotópicas es-tables del agua (180 y 2H) y de algunas substanciasdisueltas (13C, 15N, 32S), y la datación derivada de al-gunos radioisótopos naturales cosmogénicos o in-troducidos en la atmósfera a gran escala (3H, 14C,36Cl). Por ello, en paralelo con la esperable granmejora futura en las técnicas analíticas, se abrennuevos caminos. Tales son la cromatografía iónicade alta presión, la cromatografía de gases y las téc-nicas analíticas de plasma inductivamente acopla-do en espectro de emisión o en espectrometría demasas. Las técnicas analíticas se pueden extenderde forma eficaz a la mayoría de los elementos de latabla periódica de forma sistemática. Si los mues-treos son representativos, y se puede evitar la con-taminación de la muestra durante su manipulación,se abre un gran espectro de posibilidades, todavíasólo incipientemente exploradas. Las técnicas ba-sadas en las relaciones iónicas, sobre todo cuandouno o dos iones son minoritarios o traza, han sidoampliamente extendidas por la mayor precisiónanalítica a concentraciones pequeñas y por lo tantopor la menor incertidumbre de la relación que secalcula. Tal sucede con la relación Cl/Br. La consi-deración de los iones Sr, Li, compuestos de B, Cs,Rb, ... es ahora más habitual y figura en numerososestudios, aunque la interpretación aún es confusa yun tanto ocasional, incluso para la relación Na/K.La investigación probablemente afianzará nuevastécnicas de estudio e interpretación.

Algunos aspectos bien conocidos desde hacetiempo, como el origen de la presencia de concen-traciones anómalas de As, V, F, B en ciertos acuí-feros y acuitardos, aún no están satisfactoriamenteresueltos, a pesar de su importancia sanitaria y eco-nómica. En algunos casos se requiere progresar enla especiación química de esas substancias.

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Al amparo de las notables mejoras en las téc-nicas analíticas se está trabajando mucho en el es-tudio de substancias disueltas al estado de trazas,como ciertos metales pesados y tierras raras. Lasrelaciones de concentraciones pueden ser caracte-rísticas de determinados ambientes geoquímicos,pero aún falta experiencia y guías claras de inter-pretación, además de protocolos de muestreo queaseguren la representatividad.

Los gases disueltos en el agua subterráneapueden tener un gran interés para caracterizar elorigen de la misma o su ambiente (Aaechbach–Herting et al., 1999), como la temperatura pro-funda de almacenamiento o las condiciones bajolas que se produjo la recarga, o determinadas re-acciones químicas y bioquímicas. Las mayoresdificultades han radicado no sólo en la aún insu-ficiente experiencia, sino además en como lograrun adecuado muestreo, tratamiento de la muestray disponibilidad de laboratorios adecuados. Losgases nobles disueltos, con correcciones queahora empiezan a entenderse bien, informan so-bre la temperatura y altitud de recarga, y la acu-mulación de 4He es proporcional al tiempo depermanencia del agua en el terreno. La relación3He/3H extiende la utilidad del tritio como radioi-sótopo ambiental en condiciones apropiadas. Losradioisótopos 85Kr y 39Ar son nuevas herramien-tas de datación, aplicables una vez que se vayansistematizando sus engorrosos protocolos demuestreo.

Las técnicas de espectrometría de masas hanpermitido ampliar notablemente la utilidad de ladatación con 14C al poderse utilizar muestras consólo algunos mg de C. Esto es importante paraaguas de muy bajo contenido en carbono biogéni-co disuelto, para las pequeñas muestras de agua deformaciones de baja permeabilidad y para el estu-dio del carbono orgánico disuelto. El aumento delnúmero de laboratorios capacitados para esta téc-nica ampliará mucho su utilización. Su interés de-berá ir acompañado del desarrollo paralelo de lastécnicas de interpretación que permitan identificarlas mezclas de carbono de diferentes orígenes conel fin de evaluar el valor inicial de carbono cos-mogénico aportado por la recarga. Se trata de unimportante desafío geoquímico.

El empleo de las variaciones isotópicas deluranio es aún incipiente, a pesar de que las técni-cas de espectrometría alfa a emplear no son degran complejidad. El estudio isotópico del Sr(87Sr/86Sr), técnica bien establecida para rocas,

aparece también útil para identificar las reaccio-nes roca-agua y el origen del agua. En el momen-to actual la utilización de la variación isotópica37Cl/35Cl sigue chocando con la escasa precisiónanalítica y la escasez de laboratorios capaces demedir esta relación con precisión suficiente. Estarelación isotópica, lo mismo que otras en relacióncon el Be y B, y quizás con otros elementos máspesados, en un futuro próximo pueden deparartécnicas nuevas y relativamente simples.

Aún existen lagunas importantes de conoci-miento en relación con los procesos de detalle y lacinética de las reacciones químicas en el seno delfluido, entre el fluido y el sólido (Lichtner et al.,1996), y las de degradación de substancias com-plejas inorgánicas y orgánicas. Ya se dispone demodelos conceptuales aceptables sobre el papelde los microorganismos y de las condiciones am-bientales y de nutrientes que condicionan las acti-vidades enzimáticas, pero aún queda abierto unamplio campo de investigación y desarrollo, en elque se consideren las diversas circunstancias delambiente subterráneo.

Determinados aspectos de la coprecipitaciónde metales pesados con coloides es aún pobrementeconocida, así como la evolución (maduración) pos-terior de los recubrimientos de alta hidratación. Elestudio y análisis del transporte a través del terrenode los propios coloides requiere desarrollos científi-cos adicionales para su correcta comprensión, sibien existen progresos notables en cuanto a los inor-gánicos, de buena manera propiciados por estudiosen relación con residuos radioactivos.

La caracterización de substancias orgánicasdisueltas en el agua subterránea es uno de los pro-gresos más notables de la química analítica en lasúltimas dos décadas, pero aún se está en los co-mienzos en lo que se refiere a métodos y técnicasoptimizadas y asequibles, por un lado para el re-conocimiento de qué substancias están presentes,y por otro para la medida de substancias específi-cas y de sus productos de degradación química ybiológica que aparecen en las diferentes condicio-nes ambientales del agua subterránea y del mediono saturado. En general se requiere una gran espe-cialización del personal y de la instrumentación, ymétodos específicos, tanto de muestreo como deextracción y analíticos. Estas técnicas van dirigi-das tanto al estudio de la contaminación antrópica(plaguicidas, productos farmacéuticos, disolven-tes orgánicos, hidrocarburos, colorantes, ...) comoa los existentes naturalmente y que se incorporan

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con el proceso de recarga, incluso de recarga enépocas pretéritas cuando se trata de substanciaspersistentes. Cabe esperar que numerosas posibi-lidades estén aún por desarrollar o descubrir, yque su aparición surja en paralelo con las de lastécnicas analíticas que las soportan.

En similares circunstancias se encuentra la de-terminación de las características microbiológicasde las aguas subterráneas y del medio subterráneo.

Los fundamentos y la práctica de lamodelación numérica

La modelación del transporte de masa y ca-lor en el terreno ha tenido un importante desarro-llo en las dos últimas décadas, con buena disponi-bilidad de programas eficaces, con adecuados pre-procesadores y postprocesadores, y con un cono-cimiento razonable de las limitaciones para evitarproblemas numéricos. Pero la mayoría de progra-mas son bidimensionales y para fluido homogé-neo. La consideración de heterogeneidades, cuan-do éstas son conocidas, suele llevar a tiempos decálculo largos o a dificultades en el manejo de losresultados. Estas dificultades pueden agrandarsenotablemente al pasar a modelos de tres dimensio-nes, los que actualmente aún resultan poco abor-dables en situaciones con cierta complejidad yaque el número de elementos es muy grande y lasheterogeneidades complican las matrices numéri-cas. Además los métodos de procesamiento de losresultados, a pesar de avances muy notables, aúnresultan insuficientes o poco eficaces. Muy proba-blemente en los próximos años seguirán produ-ciéndose avances subtanciales que hagan que esosmodelos sean más eficaces y amigables, con unaamplia gama de opciones en cuanto a la compleji-dad de las situaciones a simular.

Sin embargo, las principales limitaciones noson las de los dispositivos de cálculo, sino la for-mulación de los modelos conceptuales y la obten-ción de valores representativos de las magnitudesque intervienen en el modelo, así como la defini-ción de las condiciones iniciales y de contorno.Muchas veces tampoco se tienen suficientes datoshistóricos para calibrar el modelo. Cabe esperarque nuevos desarrollos instrumentales hagan quelos esfuerzos deban concentrarse en su buen uso yadecuado desarrollo de su potencialidad, junto adesarrollos teóricos y observacionales.

Para comprobar el funcionamiento razonablede los modelos y comparar unos códigos de reso-

lución con otros, pocas veces se dispone de solu-ciones analíticas. Con frecuencia hay que recurrira otros modelos ensayados -sólo hasta cierto pun-to validados- en situaciones hidrogeológicas biendocumentadas, tanto a nivel de ensayo de labora-torio como de situación real. Estos análogos sonescasos, aunque se ha hecho un notable esfuerzopara validar códigos de cara a su aplicación al es-tudio de repositorios de residuos nucleares y al es-tudio de casos de contaminación de acuíferos. Pa-ra ello se han seleccionado casos de estudio de la-boratorio y reales (proyectos GEOVAL, INTRA-VAL, ...) o lugares específicos muy bien docu-mentados (vertedero de Borden, Cape Cod, minade Stripa, ...). Un importante reto de futuro es au-mentar la gama y calidad de esos análogos y casosreales, y con ellos efectuar ensayos de validaciónmás profundos, en especial para las simulacionesen situaciones de complejidad creciente.

La aparición de códigos eficaces de calibra-ción automática es reciente y se están producien-do notables desarrollos, que sin duda van a conti-nuar hasta hacer que este modo de proceder seaestándar, pero requieren computadoras grandes yrápidas, que hoy no siempre están disponibles.

También se están introduciendo códigos queconsideran que los valores de las magnitudes queconforman el problema hidrogeológico, incluidaslas condiciones de contorno, están afectadas deuna componente aleatoria. La calibración automá-tica permite definir probabilidades. Este tipo demodelación, y la derivada de magnitudes borrosas(fuzzy), junto con un mayor uso de técnicas alea-torias tipo Monte Carlo, pueden llegar a constituirun importante grupo de opciones en el futuro, concomputadoras capaces y rápidas, a condición deque se logren mejoras en las herramientas mate-máticas y de interpretación de los resultados, yque se acoplen métodos ágiles de calibración au-tomática.

Asociado a la calibración está la cuestión dela identificabilidad de las heterogeneidades delmedio y de las condiciones de contorno a partir deun número limitado de medidas de magnitudes yde valores de las variables, con o sin error asocia-do. Estos problemas son objeto de reciente estudioy necesitan aún de notables desarrollos para obte-ner evaluaciones de esa identificabilidad y de suinfluencia en los resultados para unos determina-dos fines. La identificabilidad es en sí un concep-to borroso, y lleva asociada una incertidumbre,cuyo valor depende del problema a resolver.

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En el campo hidrogeoquímico se han desarro-llado códigos numéricos asociados a extensas ba-ses de datos que permiten diversos cálculos ter-modinámicos. En general se resuelven problemasde equilibrio químico en condiciones muy varia-bles de temperatura y presión, en condicionesmuy diversas. La evolución es hacia la mejora enlas bases de datos, a la incorporación de la cinéti-ca química y a la progresiva incorporación de nue-vas substancias orgánicas, pero sin que se pierdala facilidad de utilización y en su caso el posibleacoplo o integración en modelos de transporte demasa, si es esa la opción adoptada, en vez de la deincorporar los procesos a considerar directamenteen el código numérico. En los últimos años se haavanzado notablemente en la incorporación deltransporte de masa reactivo con grandes gradien-tes de concentración o interacciones complejas.

Sobre la caracterización de laspropiedades hidrogeológicas

Buena parte de la información sobre aguassubterráneas se ha obtenido y se obtiene con escasaatención a la dimensión vertical. Ésto puede produ-cir distorsiones importantes en la medida del poten-cial hidráulico, pero sobre todo en la caracteriza-ción química e isotópica ambiental. Esto en buenaparte es debido a una excesiva simplificación con-ceptual. Por otra parte los medios de reconocimien-to y observación en profundidad son muy costososcuando se trata de acuíferos profundos. La impor-tancia de los acuitardos en la configuración del flu-jo y del transporte de masa y de calor en los siste-mas acuíferos no se ha conocido hasta épocas re-cientes, así como la necesidad de su observación, loque requiere dispositivos y técnicas adecuadas, yen ciertos aspectos diferentes de las utilizables enacuíferos. Los desarrollos en sondeos de observa-ción parecen suficientes, y actualmente es posibleconstruir con adecuada precisión sondeos direccio-nales. Las técnicas de sensores y electrónicas tie-nen aún un gran campo para ofrecer instrumenta-ción de observación y control adecuada a las nece-sidades a cubrir, y sobre todo dedicadas al agua conpreferencia a las que se basan en propiedades físi-cas que sólo informan sobre lo que se desea medirde forma indirecta. En este campo hay que conside-rar tanto los sensores fijos como los métodos detestificación a lo largo de perforaciones.

En el campo de la geofísica de superficie sehan ido produciendo progresivas mejoras de losmétodos y de la instrumentación que los apoya(más sensible, ligera, amigable). Se han introduci-

do métodos más focalizados o selectivos, tales co-mo los audiomagnetotelúricos o la resonancia mag-nética nuclear, aunque este último método -cuyoobjetivo es la propia molécula de agua- aún necesi-ta desarrollo y clarificar sus campos reales de apli-cación. Por otro lado se han mejorado mucho losmétodos rápidos de reconocimiento de tipo electro-magnético transportable, incluyendo los de radar.Cabe esperar que en las próximas décadas aparez-can dispositivos e instrumentación más manejable,así como de captación y tratamiento automatizadode las señales y respuestas, incluso en el campo,además de mejorar la experiencia para la interpre-tación y aplicación de los resultados. Pero no cabedescartar la aparición métodos novedosos, fruto delos grandes avances en la electrónica y en la aplica-ción de procesos físicos, sobre todo para resolverproblemas acuciantes de contaminación, de depósi-tos de resíduos o de prevención de riesgos.

Las técnicas de sensores remotos (telede-tección), tanto aerotransportados como desde sa-télite, aunque con frecuencia de valor indirecto enhidrogeología, son herramientas poderosas parareconocimientos territoriales. Los avances meto-dológicos son muy notables en cuanto a detalle yprecisión, así como en la introducción de sensoresespecializados, como los que hacen referencia a lacontaminación del terreno. Su interés hidrogeoló-gico es principalmente en cuanto informan sobrecondiciones de recarga, descarga y contamina-ción. Su valor se limita a la superficie del terreno.Parece difícil superar esta limitación, aunque lastécnicas de radar oblicuo aerotransportado danuna pequeña penetración. Posiblemente los méto-dos y técnicas están aún lejos del pleno desarrolloy no sería raro algunas novedades singulares.

En los reconocimientos en profundidad me-diante métodos geofísicos de testificación y ensayosen el interior de sondeos, las técnicas tomográficas,aún incipientes, ofrecen un amplio campo de posibi-lidades a desarrollar, en especial para caracterizarheterogeneidades, sistemas de fluido heterogéneo omultifásico, y problemas de contaminación, aunquetambién podrían ser aplicados a la definición de lasestructuras que conforman los sistemas acuíferos.

Sobre el papel del agua subterránea en laNaturaleza

Buena parte de los esfuerzos de casi dos si-glos de existencia de la Hidrología subterráneacientífica se han dirigido a la captación de lasaguas subterráneas y al estudio de los problemas

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que éstas crean sobre el terreno y las obras huma-nas. Pero el agua subterránea juega un papel esen-cial en la Naturaleza en numerosos aspectos, des-de la escala global a la local.

La propia dinámica interna terrestre está in-fluenciada por la modificación de las propiedadesde las rocas profundas por la presencia de agua enlos medios de alta presión y temperatura (Manninge Ingebuitsen, 1999). Ello afecta a las característicasreológicas y a la fusibilidad, y por tanto a los des-plazamientos de magmas y al volcanismo. La pre-sencia de agua es esencial en muchos procesos me-tamórficos, de transporte de subtancias y su deposi-ción en las formaciones, las que son objeto de la mi-neralogenia. Estos procesos son a escala planetariay en un tiempo de decenas de millones de años.

La presencia de agua subterránea tiene unpapel importante en los procesos tectónicos y enlos materiales resultantes, en una amplia gama deescalas espaciales y temporales. En estos camposse han hecho progresos notables recientemente.Su modelación futura aportará conocimientos queayuden mucho a la elaboración de modelos inter-pretativos que permitan mejorar el conocimiento,pero ello supone incorporar procesos básicos en lacaracterización de los fenómenos.

También las aguas subterráneas pueden jugarun importante papel en la geodinámica externa, adiferentes escalas espaciales y temporales. Ade-más de los clásicos procesos kársticos en las rocassolubles, por un lado mantienen el caudal de losmanantiales y el caudal de base de los ríos, y porotro el estado de los niveles piezométricos puedefavorecer los deslizamientos de ladera, una de cu-yas manifestaciones más espectaculares y extre-mas son los lahares asociados al volcanismo.

La descarga de agua subterránea en áreas derelieve moderado da origen a humedales de muydiversa naturaleza, desde las turberas de climastemplados húmedos hasta los oasis de áreas ári-das, pasando por las franjas encharcadas o enchar-calizadas de ribera o periféricas de formacionesdeltaicas, tanto costeras como de borde (formandoecotonos), y a veces incluso interiores a las llanu-ras de inundación en forma de “ojos”, a veces dearenas movedizas y lodazales permanentes (Cus-todio, 2000). También pueden crear o contribuiragua a lagos y lagunas. Donde el nivel freático essomero el agua subterránea mantiene extensionesde vegetación freatófila. En áreas frías la descargade agua subterránea unas veces produce disconti-

nuidades en el permafrost y otras permite que éstese extienda en profundidad, en función de la tasade descarga.

Todas estas características, y otras no mencio-nadas, si bien conocidas desde hace mucho tiempo,no han empezado a ser reconocidas de forma gene-ral hasta épocas recientes. Parte del detalle de losmecanismos de descarga no es aún bien conocido yestá pobremente caracterizado. Se esperan progre-sos futuros a medida que se potencie la investiga-ción y la observación. Esto es aún más cierto cuan-do a los aspectos hidrodinámicos se unen los de sa-linidad, composición química y características iso-tópicas, que pueden venir acompañados de altera-ciones del terreno, y la formación y diagénesis desedimentos. No sólo se trata de las característicasdel agua y del terreno sino de su influencia en los as-pectos biológicos conexos.

La interacción de las aguas subterráneas conel terreno y el transporte de masas asociado tieneaspectos complejos y aún mal conocidos, tanto encuanto a alternación y diagénesis de rocas como aformación de depósitos minerales, tanto a baja co-mo a alta temperatura. Estos procesos incluyen elaporte de fluidos profundos, tanto salinos comogaseosos. También su conocimiento es necesariopara el estudio y evaluación de los ciclos terrestresde los elementos, entre los que el del carbono tie-ne especial relevancia por su influencia climática.La interacción geosfera-biosfera es de gran im-portancia y objeto del programa IGBP (Internatio-nal Geosphere-Biosphere Programme), cuyo pro-greso abre notables retos de futuro. También losplantea el estudio del volcanismo y de la inter-acción agua-magma en el continente y sobre todoen el fondo marino, donde la actividad es mayor.La interacción agua marina-magma-roca calien-te supone procesos geoquímicos complejos defijación y solubilización de subtancias, y deafección al pH marino, en los que la fase subte-rránea del agua (bajo el fondo marino) es unacomponente esencial.

Las aguas subterráneas y los cambiosclimáticos

Los cambios climáticos afectan a las aguassubterráneas a través de su efecto sobre la recarga(precipitaciones, evapotranspiración y escorren-tía; cambios en la cobertura vegetal y edáfica,aparición de zonas heladas), y también sobre ladescarga al modificarse el nivel de base, princi-palmente en la costa (variaciones eustáticas, sedi-

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mentación-abrasión), pero también en el conti-nente por relleno y excavación de valles, o acu-mulación de depósitos glaciares, periglaciares yeólicos. El largo tiempo de renovación del agua enlos grandes acuíferos y el lento tránsito por losgruesos medios no saturados en ciertas zonas ári-das hace que se pueda guardar memoria de cam-bios climáticos pasados. El más singular es eltránsito Pleistoceno-Holoceno, con sus fluctua-ciones rápidas. Al mismo tiempo el ascenso delnivel del mar de unos 100 m a finales del Pleisto-ceno-inicio del Holoceno crea nuevas condicionesen las relaciones agua dulce-agua salada en las re-giones costeras. La recarga producida en épocaspretéritas da origen a un agua subterránea -paleo-agua- que tiene el interés especial de carecer decontaminantes antropogénicos, y que en áreascosteras pueden llegar a constituir interesantes re-servas fósiles de agua dulce. Su consideración es-pecializada es relativamente reciente, por su valorcomo recurso, pero también por contener infor-mación sobre las condiciones ambientales bajo lasque esas aguas se generaron (por ejemplo a partirde los gases nobles disueltos). El interés de estu-dio probablemente se va a mantener en las déca-das venideras, aunque en ciertos casos será nece-sario establecer regulaciones para evitar la des-trucción de las condiciones en que se conserva lainformación de las circunstancias del pasado(temperatura, deposición salina atmosférica, com-posición isotópica, altitud, cubierta vegetal).

El efecto de cambios en el territorio, en es-pecial de la cubierta vegetal, en la recarga y suscaracterísticas químicas –y su repercusión en losacuíferos- es aún pobremente conocido. Ahí seabre un amplio campo de investigación y estu-dio, que además aportará conocimientos paraanalizar los escenarios futuros de cambio climá-tico. Estos escenarios futuros son objeto de nu-merosos estudios en relación al Cambio Globaly del Programa Internacional de Cambio Climá-tico (IPCC). Los principales efectos hacen refe-rencia a la recarga y a la calidad de esa recarga(incluyendo el efecto de la vegetación), y a lamodificación de la demanda de agua por las ac-tividades humanas, y en especial para riego.

El agua subterránea como recursoeconómico y social

El agua subterránea ha sido y es un recursotradicional de agua dulce para satisfacer las nece-sidades humanas. Goza de una notable regulari-dad en cantidad, calidad y temperatura, y de la ge-

neral ausencia de turbidez y de microorganismosnocivos. No obstante, en algunas ocasiones puedetener contenidos salinos o de ciertos componentesque pueden ser molestos y a veces nocivos.

Hasta el siglo pasado, la captación directa deagua subterránea suponía en general detraccionesmoderadas. Pero la posibilidad de extraer median-te bombas centrífugas grandes caudales en perfo-raciones de diámetro moderado y a veces muyprofundas, la posibilidad de realizar rápida y efi-cazmente esas perforaciones y su acondiciona-miento mediante métodos mecánicos, y la facili-dad para disponer de energía eléctrica o mecánicaen la mayoría de situaciones, ha cambiado drásti-camente la situación desde principios del sigloXX y sobre todo en su segunda mitad. Esas técni-cas están bien desarrolladas y no se esperan cam-bios esenciales en el futuro, salvo quizás en la eje-cución de perforaciones profundas y en los mate-riales a emplear en el acabado de los pozos. Noobstante, la normativa sobre captación de aguassubterráneas y las buenas prácticas a aplicar, aúnexistiendo en algunos países, es aún inadecuada ypoco seguida. Esta situación deberá cambiar nota-blemente en la próximas décadas si se quieren evi-tar daños irreversibles a los acuíferos, a la calidaddel agua, a la economía y al medio ambiente, tan-to para el propio explotador y usuario del aguasubterránea como para el conjunto de la Sociedad.

Una extracción proporcionalmente impor-tante del agua que fluye por un acuífero da origena un cambio en el régimen hidráulico del aguasubterránea, con alteración de las descargas, in-cluso de las recargas, y modificación de las rela-ciones entre los acuíferos y acuitardos de un siste-ma acuífero. No sólo varían los niveles piezomé-tricos, sino que se pueden desplazar aguas salinas,se puede producir subsidencia del terreno –oca-sionalmente colapsos- y desecar o reducir hume-dales, ríos y manantiales, y también dejar en secodeterminadas áreas de ciertos acuíferos. Se tratade efectos derivados de la captación de agua enpuntos diferentes de los de su descarga natural,por conveniencias humanas. Estos efectos sonbuenos, malos o indiferentes según como se con-sideren (Llamas et al., 1992). Por lo general sonmenores o similares a los derivados de la explota-ción de otros recursos naturales.

La observación de determinados efectos quese consideran negativos -aunque no necesaria-mente lo sean- con frecuencia puede crear ciertaalarma que, trasladada al entorno social, se suele

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calificar actualmente como sobreexplotación. Setrata de un término difícil de definir y que se usa aveces coloquialmente con carácter peyorativo.Mucha gente identifica la sobreexplotación conuna extracción de agua subterránea mayor que larecarga, lo cual en muchos casos puede ser erró-neo (Simmers et al., 1992)

También la preocupación por un continuoconsumo de recursos naturales no renovables, laacumulación de residuos y el deterioro del medioambiente, real o supuesta, ha llevado reciente-mente a proclamar que el uso sustentable es unobjetivo social prioritario.No obstante, la defini-ción también presenta dificultades y por lo gene-ral se hace en un contexto -el actual- que proba-blemente no será válido en el futuro.

Todos estos temas de protección de la natu-raleza, explotación de aguas subterráneas y usosustentable van a continuar tomando importanciaen el futuro próximo. Por ello buena parte de lagestión de los recursos de agua subterránea y de lanormativa asociada van a estar condicionadas porsu evolución. Normalmente la gestión -en un de-terminado marco de planificación o de escenariosfuturos- está condicionada por la consecución deun conjunto de objetivos, con frecuencia contra-puestos. Por lo tanto se requiere una cierta optimi-zación -en sentido paretiano- con negociacionespara tratar de contrabalancear beneficios y daños,tanto los privados como los sociales. En la reali-dad el marco de esas negociaciones varía con eltiempo y está sometido a decisiones políticas -queson el resultado de presiones sociales- y que sue-len estar matizadas y condicionadas por situacio-nes de libertad restringida. Tales son las que se de-rivan de sistemas económicos oligopolísticos, demercado imperfecto, de grupos de presión domi-nantes, de deficiente información y formaciónciudadana, o de situaciones no democráticas.

Todo ésto es un marco complejo, hoy aúnmal estructurado, que aplicado a la Hidrologíasubterránea requiere un desarrollo importante,una sensibilización ciudadana y la experimenta-ción de métodos, guías y normas adecuadas, juntoa una cada vez mayor participación de todos losque tiene un interés en el agua subterránea, no só-lo los extractores y usuarios directos de un deter-minado acuífero.

Algunos de los grandes retos de futuro son lagestión integrada del conjunto de recursos hídri-cos -en cantidad y calidad- en un ámbito territorial

razonablemente amplio, exenta de predetermina-ciones y no sometida a concepciones deformadas-hidromitos- y que además sea compatible con ungrado razonable y serio de conservación y restau-ración del medio ambiente (Llamas, 1999). Tam-bién se requiere que el receptor de los beneficiosproporcionados por la disponibilidad de agua cu-bra los costes directos e indirectos, que la susten-tabilidad se encuadre en un contexto integral, quese consiga la participación efectiva de los intere-sados -por ejemplo mediante comunidades deusuarios- en un marco normativo y de institucio-nes apropiado, que la información sea suficiente,no sesgada, cierta y asequible, que los esfuerzosde formación sean adecuados a la problemática aafrontar, y que se gestione con seriedad y eficaciala demanda, dejando de lado las políticas dirigidaspreferentemente a la oferta de agua.

La gestión requiere un marco normativo yadministrativo del que se derive una cierta planifi-cación hídrica, que sea flexible y adaptativa, peroclara y comprensiva. La gestión debe aprovecharlos mercados del agua, aunque esten muy condi-cionados por las circunstancias de cada pais y gru-po social. Es algo de lo que se tiene poca expe-riencia práctica. Se requiere una toma de compro-misos que evite rigideces, sin caer en descontrol, yque ponga la planificación al servicio de la Socie-dad, con la participación de la misma y no comoun objetivo en sí misma.

Las aguas subterráneas siguen siendo un re-curso mal entendido y poco atendido. Esto sucedea pesar de que se pueden conocer razozablemente,del reconocimiento de su papel clave en el conjun-to de los recursos hídricos y de la demostración desus aspectos favorables para el abastecimiento or-dinario, la obtención de agua potable y el aumentode la garantía de disponibilidad de agua en sequíasy emergencias. Esto se explica no solo por persis-tir cierto grado de desconocimiento y de infundadadesconfianza en los gestores del agua y del territo-rio, sino también por razones oportunísticas, cor-porativas o de grupos de presión, tales como me-nor espectacularidad, ausencia de grandes obras,menores inversiones iniciales, y desinformacióndel público y de los medios de comunicación. Esun aspecto que lentamente tiende a corregirse enlos países industrializados –no sin notables situa-ciones de ineficiencia en la gestión- pero que per-siste en los países en vías de desarrollo, donde esmás necesaria una correcta actuación para obtenerlas necesarias mejoras sociales, hacer el mejor usoposible de los limitados recursos económicos y

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proteger al ambiente y los acuíferos. En esta línease abre un gran reto de futuro en el que la ciencia yla técnica son importantes, pero en el que los as-pectos económicos, sociales y éticos han de pasara dominar el comportamiento. No deja de ser sig-nificativo que en el texto de Fetter (1994) se dedi-que una sección entera a las cuestiones éticas rela-cionadas con la profesión de hidrogeólogo.

Sobre la calidad y contaminación del aguasubterránea.

El consumo humano y la aplicación a la ma-yoría de actividades del hombre requiere no solodisponer de la cantidad de agua suficiente sinocon una calidad apropiada. En el caso de la bebi-da, contacto con el cuerpo y preparación de ali-mentos –y también para la producción de los mis-mos- las substancias y componentes tóxicos y no-civos deben estar ausentes o por debajo de límitesestablecidos, y muchos contenidos deben mante-nerse entre ciertos límites para no producir altera-ciones al organismo. Todo ello se refleja en guíasrecomendadas y en normativa de obligado cum-plimiento. Si bien las aguas subterráneas por logeneral están exentas de gérmenes patógenoscuando las captaciones están bien diseñadas,construidas y operadas, en ocasiones esas aguaspueden tener una excesiva salinidad, un exceso deciertos solutos, algunas concentraciones inconve-nientes e incluso tóxicas, y una temperatura in-adecuada. Todo ello es actualmente bien conocidoy en la mayoría de los casos corregible. Pero la ex-plotación intensiva de ciertos acuíferos puede pro-ducir el desplazamiento de otras aguas subterráne-as de mala calidad que esté en acuitardos, otrosacuíferos o porciones del propio acuífero en ex-plotación, o inducir la entrada de aguas fluviales,lacustres o marinas. El conocimiento de los acuí-feros se puede ir desarrollando de forma progresi-va y suficiente a medida que se produce la explo-tación. Al igual que sucede con las aguas superfi-ciales existen incertidumbres, aunque de carácterdistinto, que hay que tener en cuenta. En este cam-po las técnicas de toma de decisiones bajo incerti-dumbre y de análisis del riesgo son aún incipien-tes y requieren desarrollo científico-tecnológico,así como su traslado a los estamentos de gestión,sociales y políticos.

Posiblemente el peligro mayor para el usosustentable de los recursos de agua subterráneaesté en la contaminación (Fetter, 1982). Al tratardel flujo del agua subterránea y del transporte demasa ya se han comentado los aspectos científico-

técnicos involucrados, así como lo que ya se co-noce y lo que hay que desarrollar desde el puntode vista conceptual. Está universalmente admitidoque la prevención de la contaminación es el mejory quizás único camino a seguir para salvaguardarel papel clave del agua en la Naturaleza y comorecurso hídrico, y muy especial en lo que hace re-ferencia a las aguas subterráneas. Esta preven-ción, basada en principios científicos, debe tradu-cirse en conceptos manejables por el gestor del te-rritorio y del agua, y adecuados para ser presenta-dos a los agentes sociales. En este campo se hadesarrollado el concepto de vulnerabilidad de losacuíferos a la contaminación, que se define comouna propiedad del medio (NCR, 1993 a). La vul-nerabilidad y la carga de contaminante conformanel riesgo. Estos conceptos aún requieren desarro-llo, plasmación en documentos prácticos y técni-cas de elaboración que sean apropiadas para serutilizadas en la ordenación territorial, la cual debeabarcar y combinar un amplio aspecto de objeti-vos sociales y no solo el hídrico.

Una vez que un acuífero está contamina-do, o que el contaminante está ya en el mediono saturado y es desplazado por el agua de re-carga, la descontaminación es una tarea difícil,lenta y muy costosa. En algunos países se in-tenta obligar a la restauración de los acuíferoscontaminados, lo que puede llegar a ser una ta-rea inabordable. Si no es viable, por lo menosdebe obligarse a contener la contaminaciónexistente para no destruir más recursos de aguay no afectar a las actividades humanas sobre elterritorio. Así ha nacido en las últimas dos dé-cadas un interesante campo tecnológico de re-mediación de acuíferos, cuyo desarrollo va ad-quiriendo cuerpo poco a poco. No obstante, aun gran número de substancias con característi-cas muy variables, en situaciones diversas, seune el hecho de que la remediación es algo muyespecífico de cada lugar y de cada substanciacontaminante, tanto en método como en coste yduración. Los resultados varían con los objeti-vos perseguidos. Aquí existe un gran campo deinvestigación básica y aplicada, y de desarro-llo, sólo iniciado. Con seguridad va a demandargran cantidad de especialistas con una sólidaformación y capaces de ingeniar dispositivosadaptados a cada situación.

Lo anteriormente expuesto hace referenciaprincipalmente a la contaminación puntual o enáreas pequeñas. La contaminación difusa quecrea la agricultura, la ganadería, la urbanización

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extensiva y la deposición de contaminantes aero-transportados es mucho más insidiosa. Ademásde los nitratos –de comportamiento bien conoci-do- puede incluir substancias de dudosa degrada-bilidad, como ciertos plaguicidas, determinadosdisolventes orgánicos e hidrocarburos, y algunosfármacos. Aquí se requieren más conocimientossobre la cinética de las reacciones de biodegra-dación y de cómo influir en las mismas, así comomejoras en las técnicas analíticas de detección ymedida.

Bajo otro aspecto, el terreno puede ofrecercaracterísticas apropiadas para mejorar la cali-dad del agua subterránea, natural o afectada an-trópicamente, o incluso de aguas superficiales yresiduales, combinando el largo tiempo de per-manencia con la sorción y con la actividad bio-química. Las posibilidades son muy numerosas.Ya existen técnicas para eliminar Fe y Mn, y qui-zás NO3 y PO4, pero queda un amplio espectro deposibilidades por explorar. Este es otro campo enel que se esperan notables desarrollos y en el quela Bioquímica debe jugar un importante papel(NRC, 1993b).

La contaminación de las aguas subterráneases también un tema actual y pendiente en Españaen lo que hace referencia tanto al aceptable cono-cimiento de su extensión como a la aplicación denormas de protección y de acciones de remedio(Samper et al., 1998).

Agradecimientos y nota final.

Los autores agradecen al Consejo de Re-dacción de la Revista la invitación para preparareste artículo y la confianza puesta en ellos, yaque se trata de una petición de opinión. Este artí-culo es una actualización, extensión y desarrollode otro anterior, preparado por invitación delCSIC (Custodio et al., 1994). Los autores sonconscientes de su posible visión parcial de algu-nos problemas, de los sesgos que introduce la de-dicación profesional preferente a unos aspectos,y de que al considerar cuestiones que no están ensus líneas de trabajo se puede incurrir en impre-cisiones o descuido de algunos aspectos. Las ide-as expuestas expresan un consenso básico de losautores –y no todas han de ser compartidas endetalle por cada uno de ellos- y por supuesto notienen porqué coincidir con la de los organismosen los que desarrollan su actividad profesional,docente e investigadora.

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