Nuevo avance en la prospección de aguas subterráneas

Sobre la base de los recientes avances en instrumentación y modelado de datos, los investigadores del Departamento de Ciencias de la Tierra y el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Aarhus han colaborado para desarrollar una técnica eficaz que puede medir con precisión el agua subterránea desde la superficie.

En comparación con las mediciones basadas en RMN (resonancia magnética nuclear) utilizadas hasta ahora, la señal enviada por esta nueva tecnología es mucho más clara, lo que permite a los investigadores producir mapas detallados de hidrogeología y estructuras geológicas del suelo, incluso en áreas inalcanzables.

La investigación acaba de publicarse en Cartas de investigación geofísica.

"Con esta nueva tecnología, la medición de resonancia magnética nuclear es ahora una herramienta barata, rápida y, lo que es más importante, una herramienta muy precisa para mapear y caracterizar los sistemas de aguas subterráneas. Hay problemas con las aguas subterráneas en todo el mundo, y la verdadera buena noticia es que el uso de Con esta herramienta, podemos mapear mejor el agua subterránea y cuidarla mejor ”, dijo Denys Grombacher, profesor asistente en el Departamento de Ciencias de la Tierra.

El agua subterránea es una fuente importante de agua dulce para miles de millones de personas, pero el cambio climático, la contaminación y la sobreexplotación hacen que sea más difícil encontrar fuentes de agua subterránea adecuadas.

La medición por resonancia magnética nuclear es la única tecnología disponible en la actualidad que puede medir directamente de forma no invasiva el contenido de humedad del suelo y las propiedades de los poros.

NMR es la abreviatura de Resonancia Magnética Nuclear. En resumen, significa que usamos campos magnéticos artificiales en la superficie para afectar los átomos de hidrógeno en las moléculas de agua subterránea.

El átomo de hidrógeno tiene un giro nuclear y, en principio, está alineado con el campo magnético de la tierra, ya sea el campo magnético o el opuesto, como un pequeño imán. Un pulso de un campo magnético artificial cambia la dirección del giro de los átomos de hidrógeno, y cuando el pulso desaparece, los átomos vuelven a su dirección anterior. Esta reordenación emite un campo electromagnético medible.

Sin embargo, la medición de RMN tiene una desventaja, por ejemplo, el ruido de fondo de la red eléctrica puede interferir con la señal, lo que hace que sea extremadamente difícil medir campos electromagnéticos muy débiles durante la reordenación.

En términos generales, los investigadores buscan un sonido parecido a un susurro entre el público del concierto de rock de Motörhead, donde entran en juego las nuevas tecnologías en el campo de la transmisión de datos y el modelado.

"Podemos apuntar el micrófono a la fuente de sonido específica que queremos escuchar, y casi 'forzar' una señal clara de los átomos de hidrógeno en el suelo a través de muchos de los mismos pulsos. Las computadoras pueden reconstruir las señales que recibimos usando modelos de datos con precisión reproducir la señal original ", dijo Jakob Juul Larsen, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática.

El equipo de investigación ve esta nueva tecnología como un gran avance en el modelado de aguas subterráneas y como una alternativa rápida, estable, confiable y económica para mapear las aguas subterráneas globales.

La investigación fue dirigida por Jakob Juul Larsen, profesor asociado en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática, y apoyó una subvención de 5,9 millones de coronas danesas del Fondo de Investigación Independiente Danés.

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