Sismología e hidrología se hermanan en el campo científico, a través de una aplicación piloto que utiliza sismómetros como una forma rentable para medir las vibraciones del suelo y así poder monitorear, verificar y mapear las fluctuaciones del agua subterránea. Esto significa una herramienta clave para la gestión sostenible del agua ante el peligro de megasequías a consecuencia del cambio climático.
Las bondades de la referida aplicación piloto, explicadas en un artículo publicado en la revista Nature Communications, constituyen una esperanza en el campo de la gestión del agua subterránea para mantener el suministro del vital líquido a las poblaciones víctimas de la sequía, pues se trata de una herramienta de monitorización menos costosa y con mayor capacidad que las actuales.
Efectos de la severa sequía de varios años de California. Área al noreste de Madera, en las estribaciones de las montañas de Sierra Nevada entre el Parque Nacional Yosemite y el Valle de San Joaquín, tomadas en 2011 (derecha) y 2014 Crédito: NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS, y equipo científico ASTER de EE. UU./Japón.
De acuerdo a lo expuesto en el artículo científico por su autora principal, Shujuan Mao, becaria posdoctoral en el departamento de Geofísica de la Universidad de Stanford, la aplicación proporciona una nueva forma de dictar el manejo del agua subterránea y evaluar el impacto de la actividad humana, en la configuración de los sistemas hidrológicos subterráneos.
Utilizar sismómetros para medir las vibraciones del suelo, y poder medir la velocidad sísmica, que es la velocidad de propagación de las ondas sísmicas, para caracterizar los cambios de propiedades en las rocas se ha utilizado durante mucho tiempo. Pero recientemente han podido medirla, en entornos geológicos a escala realista, para el monitoreo de acuíferos.
Nueva Técnica: interferometría sísmica
Las mediciones de velocidad sísmica utilizan campos sísmicos ambientales, o ruido de fondo, registrados por sismómetros. Con el fin de extraer información útil de los registros de ruido, los científicos utilizaron una técnica llamada interferometría sísmica, que analiza la interferencia de las ondas para calcular la velocidad sísmica del medio por el que éstas pasan.
Con la interfometría sísmica se aprovechan al máximo los registros continuos de ruido que contienen información sobre las propiedades y estructuras del interior de la Tierra, porque el planeta siempre está vibrando, ya sea debido a las olas del mar, los vientos o las actividades humanas; vibraciones realmente pequeñas consideradas solo ruido por los sismólogos tradicionales.
Velocidad sísmica, vibraciones, ruido e interferometría sísmica es lo que permite monitorizar las fluctuaciones del agua subterránea y mapear el acuífero, asociando la velocidad sísmica con la propiedad hidráulica, o el contenido de agua en las rocas.
Métodos tradicionales tienen limitaciones
Actualmente se utilizan diversos métodos para medir el agua subterránea. No obstante, presentan limitaciones en la búsqueda de una efectiva gestión sostenible de este líquido esencial para la supervivencia de los seres vivos.
Los cabezales hidráulicos, que perforan el suelo y los acuíferos, solo pueden brindar información limitada en el lugar específico en el que se colocan. Por su parte, las técnicas no invasivas- basadas en sensores aéreos o satelitales- carecen de la sensibilidad y resolución necesarias para observar acuíferos más profundos.
Para el desarrollo de la aplicación piloto y su respectivo análisis, se seleccionaron las cuencas en la región metropolitana de Los Ángeles (EE.UU.), un área que sufre sequías cada vez peores y con una población en crecimiento. Con el método de los sismómetros se pudo apreciar cómo los acuíferos cambiaban físicamente con el tiempo.
Las mediciones de velocidad sísmica verificaron las medidas tomadas por los cabezales hidráulicos durante los últimos 20 años, coincidiendo con los datos e imágenes satelitales. A su vez, se pudo contrastar cómo cambiaban las áreas de almacenamiento entre los condados del área que usaban diferentes prácticas de bombeo de agua, lo cual es importante para desarrollar un protocolo de gestión del agua.
Bajos costos y menos estrés hídrico
La nueva aplicación ayudará a evitar el alto costo de perforar y mantener pozos de monitoreo de aguas subterráneas, ya que, al caracterizar los cambios en el almacenamiento de agua subterránea, es posible dictar y promover la gestión de las aguas subterráneas, basadas en datos, para ayudar a mitigar las condiciones de estrés hídrico.
Aplicar la interferometría de ruido sísmico, en lugares como California que actualmente experimentan megasequías y que dependen del agua subterránea para una gran parte de sus necesidades, es clave para el manejo sostenible del agua.
Sismógrafo verde
Una sismología que podría calificarse como verde, permite entender la sostenibilidad ambiental de la idea científica, conectando al ser humano con los ruidos y vibraciones de la tierra. Esto, como algo sorprendente, logra un mecanismo que contribuye a la eficiencia económica, cuando las y los investigadores buscan una utilidad en su resultado práctico para acercar lo investigado al mercado, de manera asequible.
Es la equidad social la que plantea la ética verde, esa ética que corta como una hojilla la conciencia del por qué hay que preservar el medio ambiente. La investigación, en el fondo, busca las aguas que dan vida, siempre remarcando una línea muy fina cuando expresa: gestión sostenible del agua.
He allí la clave de los ruidos de la tierra, esos que parecen gritarle a la humanidad que deje de interpretarlos erróneamente para evitar seguir explotando lo que casi ya no tiene.
Con información de El Agrodario, Aqua y Phys
Fotos cortesía de Explicación, The Economy Journal, El Agora Diario y Phys
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