NUTEGES | El proyecto

Proyecto NUTEGES

El Sistema de Ayuda a la decisión AQUATOOL (Andreu et alt, 1996) es una plataforma que integra varias herramientas para la modelación de diferentes aspectos relacionados con los sistemas de recursos hídricos, como pueden ser: simulación y optimización de la gestión del recurso, modelación de la calidad del agua, simulación de caudales ecológicos (orientada al proceso de concertación), evaluación económica de la gestión, modelación distribuida de acuíferos y optimización de sistemas. Todas estas herramientas han sido, y están siendo, utilizadas en España y en algunos paises extranjeros para resolver problemas relacionados con la gestión integrada de cuencas hidrográficas. Esta transferencia tecnológica ha podido mantenerse por los continuos avances científico técnicos que se han realizado en la plataforma AQUATOOL durante más de una decada. El desarrollo de muchos de estos avances ha podido materializarse dentro del marco de anteriores proyectos CICYT (AEB94 0607, HID99-0656, REN2002-03192, CGL2005-07229/HID y CGL2009-11798). La calidad y eficacia de los resultados obtenidos en dichos proyectos está demostrada por el uso de Aquatool que hacen numerosas empresas y administraciones relacionadas con la gestión del agua. En el caso del último proyecto (aún no finalizado), administraciones como las Confederaciones Hidrográficas del Duero, del Segura, y del Júcar ya hacen uso de los módulos de simulación de la calidad de aguas y de caudales ecológicos como ayuda en sus correspondientes Planes Hidrológicos. Como prueba de ello, y de su manifiesto interés, se adjuntan las cartas de participación como EPO firmadas por los respectivos Jefes de Oficina de Planificación Hidrológica.

En atención a las nuevas necesidades manifestadas por estas y otras entidades se han planteado para este proyecto los siguientes objetivos:

1. Desarrollo de modelos de calidad del agua en medios naturales para tóxicos y contaminantes emergentes. Las actividades humanas hacen que día a día los sistemas naturales y en particular las masas de agua estén sometidas a fuertes presiones. La importancia, tanto política como social, de la protección de sistemas acuáticos queda patente con las directivas europeas en materias de agua, en especial la Directiva 2000/10/CE, Marco de actuación en Política de Aguas (CE, 2000). Actualmente existe una alta preocupación por los componentes tóxicos como los compuestos orgánicos, los metales, pesticidas y los llamados emergentes y su evolución en los sistemas naturales. Aunque existen técnicas para su monitoreo y detección, muy pocas herramientas permiten su modelación matemática para representar y predecir su comportamiento en sistemas de recursos hídricos. En España se realiza un alto uso del recurso hídrico y esto complica de forma importante las tareas de protección del medio ambiente. Por consiguiente, es necesario contar con herramientas que permitan estimar los impactos de las actividades antropogénicas sobre los diferentes elementos del sistema de recursos hídrico. Aún más si hablamos de este tipo de contaminantes altamente tóxicos, y con una baja tasa de degradación en el medio. Actualmente existen herramientas, como el Sistema Soporte de Decisión (SSD) AQUATOOL, que permiten establecer políticas integrales de recursos teniendo en cuenta diversos aspectos. Esta herramienta, ampliamente utilizada y consolidada tanto en España como en el extranjero, ha sido desarrollada por el equipo investigador solicitante de este proyecto. Dentro de este SSD, el programa GESCAL (Paredes et. Alt, 2010) para la modelación de la calidad del agua ha sido ampliamente utilizado por la administración hídrica, empresas consultoras y otras universidades para la modelación de contaminantes convencionales en masas de agua continentales (tramos de río, lagos, embalses y acuíferos), integrando todas las masas de una cuenca hidrográfica en un modelo único. El proyecto que se solicita, en resumen, se basa en ampliar el programa GESCAL para que permita el desarrollo de modelos de calidad del agua en medios naturales para contaminantes tóxicos y metales pesados. Esto permitiría tener una herramienta que ayudara tanto a científicos como a técnicos en el desarrollo de modelos de este tipo de contaminantes en tramos de río, lagos, embalses o sistemas de recursos hídricos completos. El desarrollo y uso de este tipo de modelos redunda en mejores posibilidades de analizar planes de medidas que proporcionen mayor protección para los ecosistemas acuáticos y para la salud pública. La experiencia, ampliamente demostrada, del equipo investigador solicitante en el desarrollo de este tipo de herramientas supone un aval importante de cara a la consecución de los objetivos que se plantean.

2. Investigación en las técnicas de “contabilidad del agua” para su adaptación a la problemática específica de las cuencas españolas e integración con los modelos de simulación de la gestión de cuencas utilizados en la planificación hidrológica. En muchos paises con escasez de agua se está viviendo una nueva tendencia en el análisis de la gestión del recurso hídrico orientada a la contabilidad del agua, o “water acounting” en inglés (WASB, 2010), mediante la que se pretende introducir objetividad y transparencia en la información sobre la gestión del agua a todos los niveles, para que esta información sirva de base para las decisiones, no solo de las agencias de cuenca, sino también de las empresas y particulares. El proyecto propuesto plantea el desarrollo de una metodología de contabilidad del agua, que permita el control de la gestión de los recursos hídricos y la transferencia de información entre distintos organismos del agua en España, con el fin poder atender las crecientes demandas en una situación de escasez del recurso y de mejorar la coordinación de los organismos gestores a diversas escalas. Para ello, se propone realizar una investigación sobre la contabilidad del agua que incluya la revisión de las metodologías utilizadas en la actualidad en distintos países y organismos internacionales. Sobre este conocimiento se propondrá una metodología de la contabilidad del agua que será implementada en el Sistema de Recursos Hídricos del Río Júcar, con la finalidad de probar su aplicabilidad en España.

3. Incorporación de los acuíferos en el módulo de optimización de la gestión de sistemas de recursos hídricos. El desarrollo de herramientas de apoyo a la planificación hidrológica es una necesidad creciente dada la complejidad de los sistemas de recursos hídricos. La evolución de las necesidades humanas y medioambientales, con el consiguiente aumento de las presiones sobre el medio, así como la disminución generalizada de las aportaciones debido al cambio climático, requieren cada vez más unos análisis de los sistemas mucho más pormenorizados y detallados. Es por tanto inevitable que los modelos empleados hasta la fecha requieran de cierta modernización en sus procesos y capacidades para adaptarse a las nuevas necesidades. El modelo de optimización de la gestión de sistemas de recursos hídricos OPTIGES (Andreu, 1992) se ha utilizado eficazmente en el desarrollo de modelos de diferentes cuencas hidrográficas para su utilización en el desarrollo de los nuevos planes hidrológicos de las mismas, con la definición de curvas de embalse y reglas de operación. Sin embargo, dado el alto requerimiento computacional del proceso de optimización, su capacidad para considerar algunos elementos de relativa complejidad, como por ejemplo modelos complejos de acuíferos, no está suficiente desarrollada, con loo que una importante limitación de OPTIGES es que no es capaz de considerar los acuíferos y su relación con el sistema superficial en la optimización más allá de su inclusión como un sencillo modelo de embalse subterráneo. En la actual situación de disminución de las aportaciones superficiales a los sistemas, la utilización conjunta de las aguas superficiales y subterráneas se torna esencial para lograr cumplir con los objetivos de abastecimiento y las garantías de los diferentes usos. Aún así, es imprescindible que este uso se realice de una forma adecuada de forma que se evite una elevada sobreexplotación de las aguas subterráneas que podría desembocar en una contaminación elevada de las mismas así como la imposibilidad absoluta de emplearlas. Por ello, se propone la incorporación de la modelación de acuíferos dentro del modelo OPTIGES de forma que éstos puedan ser tenidos en cuenta en futuros estudios de planificación lo que debería suponer una mejora en la utilización conjunta de los recursos superficiales y subterráneos así como una adecuada protección de las masas de agua subterráneas. El objetivo sería dotar a OPTIGES de una capacidad de modelación de acuíferos similar a la que ya tiene desde hace mucho tiempo el modelo de simulación de la gestión del recurso SIMGES (Andreu et alt, 1992), incluido en Aquatool. Por último, debido al crecimiento que ha tenido Aquatool en contenido y en usuarios, han surgido proyectos de otros grupos de investigación y empresas para desarrollar otras aplicaciones que interactuando con los módulos de Aquatool puedan realizar procesos más complejos y resolver otros problemas. Para apoyar a estos proyectos y hacerlos eficaces incluso sin una participación activa de nuestro grupo de investivación, se pretende facilitar y apoyar que otras entidades o empresas puedan desarrollar nuevas herramientas con objetivos concretos, que utilicen para sus cálculos los programas ya disponibles en el sistema Aquatool. Esto sería un medio eficaz para que las empresas españolas usuarias de Aquatool dispongan de medios para competir en proyectos internacionales con la ventaja tecnológica que proporciona la gran experiencia adquirida en los trabajos de planificación en España respaldada por nuevas herramientas basadas en un software reconocido y validado por la experiencia previa, y a la vez desarrolladas en respuesta a las demandas planteadas por las nuevas circunstancias particulares de cada proyecto.