En hidrología, una lente, (también llamada lente de agua dulce o lente de Ghyben-Herzberg), es una capa convexa de agua dulce subterránea que flota sobre el agua salada, más densa, y suele encontrarse en pequeñas islas y atolones de coral o piedra caliza. Este acuífero de agua dulce se recarga mediante la precipitación que se infiltra en la capa superior del suelo y se filtra hacia abajo hasta alcanzar la zona saturada. La tasa de recarga de la lente se puede resumir en la siguiente ecuación:
Donde es la tasa de recarga en metros, es la precipitación (m) y es la evapotranspiración (m) de agua. Con mayores cantidades de recarga, la carga hidráulica aumenta y se mantiene una lente de agua dulce densa durante la estación seca. Tasas más bajas de precipitación o mayores tasas de intercepción y evapotranspiración disminuirán la carga hidráulica, lo que resultará en una lente delgada.Bailey, Ryan T., John W. Jenson y Arne E. Olsen. Un modelo algebraico de lente de agua dulce de atolón para la gestión de aguas subterráneas en las Islas Carolinas. Instituto de Investigación del Agua y el Medio Ambiente del Pacífico Occidental, Universidad de Guam, 2008. http://www.weriguam.org/docs/reports/120.pdf
Modelos de lentes de agua dulce
Modelo algebraico Bailey et al. desarrollaron un modelo algebraico para estimar el espesor de una lente de agua dulce mediante simulaciones de aguas subterráneas. 2008. Esta ecuación relaciona el espesor de la lente con factores geológicos y climáticos como la geometría de la isla, la composición geológica y la tasa de recarga, entre otros. La ecuación se resume a continuación:
Donde = profundidad máxima de la lente, = tasa de recarga anual (m), y = parámetros que dependen del ancho de la isla, = profundidad hasta la Discontinuidad de Thurber (la transición entre los acuíferos superior e inferior), = conductividad hidráulica del acuífero superior, = parámetro de placa arrecifal confinante, y = parámetro de tiempo que representa patrones de precipitaciones a largo plazo con subíndices que representan diferentes aspectos de esto, como región, patrón climático, etc.
Lente clásica de Badon-Ghyben-Herzberg Muchos acuíferos de agua dulce en atolones y pequeñas islas redondeadas adoptan la forma de una lente de Badon-Ghyben-Herzberg.MCLANE, Charles. "Efecto de las extracciones de un sistema acuífero de lente de agua dulce insular simulado: un enfoque de modelado analítico de elementos". McClane Environmental, LLC. Reunión Anual de Denver de 2002. 2002. http://us1media.com/PresGalleries/presdownloads/island_freshwater_lens.pdf Esta relación se describe en la siguiente ecuación:
Donde = la profundidad de la lente bajo el nivel del mar, = la densidad del acuífero de agua dulce, = la densidad del agua salada y = el espesor de la lente sobre el nivel del mar.
Efectos de la sequía Las lentes de agua dulce dependen de las lluvias estacionales para recargar el acuífero subterráneo y su espesor puede variar drásticamente tras una sequía o lluvias intensas. Un informe del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) posterior a la sequía de 1997/1998 en las Islas Marshall observó una disminución notable del espesor de la lente.Presley, Todd K. Efectos de la sequía de 1998 en la lente de agua dulce en el área de Laura, atolón Majuro, República de las Islas Marshall. N.º 2005-5098. Servicio Geológico (EE. UU.), 2005. https://pubs.usgs.gov/sir/2005/5098/pdf/sir20055098.pdf Después de que los embalses del sistema público de captación de agua de lluvia se agotaran rápidamente tras varios meses de precipitaciones insuficientes, la población de las islas comenzó a aumentar la tasa de bombeo de agua subterránea hasta el punto de que el agua subterránea suministró hasta el 90 % del agua potable de la isla durante la sequía.
Se instaló una red de 36 pozos de monitoreo en 11 sitios alrededor de la isla para medir la cantidad de agua agotada del acuífero. Al final de la sequía de junio de 1998, el espesor máximo de la lente de agua dulce era de aproximadamente 13,7 metros en algunos pozos, mientras que en un sitio se midió un espesor de tan solo 5,5 metros. Tras la reanudación de la temporada de lluvias, el espesor de la lente aumentó hasta 2,4 metros en algunas zonas, lo que indica que la tasa de recarga de las lentes de agua dulce en atolones e islas pequeñas responde rápidamente a los cambios en las precipitaciones y la tasa de bombeo de aguas subterráneas.
Efectos del aumento del nivel del mar Muchos de los atolones que albergan lentes de agua dulce se encuentran a tan solo unos metros sobre el nivel del mar y, por lo tanto, corren el riesgo de inundación debido al aumento del nivel del mar. Sin embargo, un problema posiblemente más acuciante que enfrentan estas pequeñas islas es la intrusión de agua salada en el acuífero de agua dulce. A medida que se saliniza una mayor cantidad de agua subterránea potable, las poblaciones de estas islas podrían experimentar una reducción sustancial de los recursos hídricos disponibles. Las islas más pequeñas corren un riesgo mucho mayor de sufrir una intrusión extensa de agua salada debido a una relación no lineal entre el ancho de la isla y el espesor de la lente de agua dulce.Chui, Ting Fong May y James P. Terry. "Influencia del aumento del nivel del mar en las lentes de agua dulce de diferentes tamaños de islas atolón y resiliencia de las lentes a la salinización inducida por tormentas". Journal of Hydrology 502 (2013): 18-26.
Un aumento de 40 cm en el nivel del mar puede tener un efecto drástico en la forma y el grosor de la lente de agua dulce, reduciendo su tamaño hasta en un 50 % y fomentando la formación de zonas salobres. Se pueden formar columnas salinas en el fondo del acuífero de agua dulce cuando el grosor de la lente se ve comprometido por la sequía y la intrusión de agua salada. Incluso después de un año completo de recarga de aguas subterráneas, la columna salina podría no disiparse por completo. El aumento del nivel del mar probablemente provocará daños sostenidos y posiblemente irreparables en las lentes de agua dulce debido al aumento de las inundaciones costeras generadas por ciclones, lo que dejará muchas islas inhabitables debido a la pérdida de agua potable.Terry, James P. y Ting Fong May Chui. "Evaluación del destino de las lentes de agua dulce en las islas atolón tras el aumento eustático del nivel del mar y la inundación provocada por ciclones: un enfoque de modelización". Cambio global y planetario 88 (2012): 76–84.
Referencias
Categoría:Hidrología