Resumen de La importancia de incorporar la hidrodinámica de la interfaz salina en la gestión de los recursos minerales y ecosistemas de los salares

Miguel Ángel Marazuela Calvo, Enric Vázquez Suñé, Emilio Custodio Gimena, Carlos Ayora Ibáñez, Teresa Palma, Alejandro García Gil

• español

  Los salares son una fuente importante de minerales y especialmente de litio. Además, lagunas y humedales de alto valor ecológico están asociados frecuentemente a la zona de la interfaz salina (zona de mezcla) resultante del contraste de densidades entre el agua dulce recargada en el frente montañoso y la salmuera evaporada desde el salar que se ha instalado en la depresión. Esta zona se caracteriza por la presencia de flujos verticales, que condicionan la hidrodinámica a escala de cuenca. Es necesario establecer una metodología que permita incorporar el efecto de la interfaz salina en los modelos de agua subterránea que están enfocados a la gestión de sus recursos minerales y valores ecológicos. Dicha metodología consta de 3 fases: 1) recogida de datos físico-químicos en campo, 2) cartografía 3D de la zona de mezcla y 3) modelación numérica. Se presenta una cartografía tridimensional (3D) de la zona de mezcla del Salar de Atacama. Las diferentes geometrías de la zona de mezcla se han interpretado utilizando un modelo numérico de flujo y transporte de solutos. El resultado del modelo muestra una pendiente de la zona de mezcla similar a la obtenida a través de los datos de campo, la cual es más laxa que en los modelos previos, que consideraron un medio poroso homogéneo. Cuanto mayor es la permeabilidad del acuífero superior, menores son los niveles hidráulicos y, por lo tanto, menor es la pendiente de la interfaz salina. La presencia de unos pocos metros de materiales altamente permeables (abanicos aluviales o evaporitas karstificadas) en las unidades estratigráficas superiores de los salares es suficiente para modificar la geometría regional de la zona de mezcla. Se propone utilizar esta cartografía 3D como base para corregir los niveles piezométricos de agua dulce y de agua mezcla a niveles equivalentes de salmuera, con el fin de reducir el coste computacional de futuros modelos numéricos tridimensionales enfocados a la gestión de las aguas subterráneas de los salares.

• English

  Salt flats are an important source of minerals and especially of lithium. In addition, lakes and wetlands of high ecological value are frequently associated with the saline interface zone (mixing zone) resulting from the density contrast between the freshwater coming from the rainfal infiltration on the mountains and the brine produced mainly by evaporation in the depressions. This zone is characterized by vertical flows that condition the hydrodynamics at a basin scale. It is necessary to establish a methodology that allows the incorporation of the effect of the saline interface into groundwater models for the management of the mineral resources and ecological values. This methodology consists of 3 steps: 1) physical-chemical data collection in the field, 2) 3D mapping of the mixing zone and 3) numerical modelling. A three-dimensional (3D) mapping of the mixing zone of the Salar de Atacama is presented. The mixing zone geometry was interpreted using a numerical flow and solute transport model. The results from the model show a slope of the mixing zone that is similar to that obtained with the field data, which is more relaxed than in the previous models that considered a homogeneous porous medium. The higher the permeability of the upper aquifer is, the lower the slope and the shallower the mixing zone become. The presence of a few metres of highly permeable materials (alluvial fans or karstified evaporites) in the upper stratigraphic units of the salt flats is enough to condition the regional geometry of the saline interface. The use of this 3D mapping is proposed as a basis for the correction of the freshwater and mixing water heads to brine heads to reduce the computational cost of 3D numerical models for groundwater management in salt flats.