Principios básicos de la modelización geoquímica directa e inversa

Resumen

La modelización geoquímica consiste en la aplicación de principios físico-químicos a la interpretación de sistemas hidrogeoquímicos. Esta metodología se ha desarrollado según dos aproximaciones: a) la inversa (o balance de masa) que utiliza los datos composicionales conocidos de las aguas y las rocas con el objetivo de identificar de forma cuantitativa las reacciones geoquímicas causantes de dicha composición; y b) la directa, que partiendo de unas condiciones iniciales conocidas sobre la composición de un sistema roca-agua, predice las características de la solución resultante de la actuación de unas reacciones hipotéticas. Ambas aproximaciones tienen unos usos y limitaciones intrínsecos que obligan a utilizarlas en las condiciones más adecuadas. Para sistemas con datos adecuados químicos, isotópicos y mineralógicos, la aproximación inversa de especiación y balance de masa, proporciona el medio más directo para determinar cuantitativamente modos de reacción geoquímica. Para sistemas con datos inadecuados o inexistentes, la modelización de pautas de reacción proporciona un método a priori de predicción de reacciones geoquímicas. En algunos casos es útil combinar ambos tipos de simulación. Los res litados de la modelización inversa, aunque muy útiles para sistemas con suficiente información, sólo están parcialmente restringidos por criterios termodinámicos. La modelización directa se puede usar para comprobar la consistencia termodinámica del resultado de balance de masa y predecir la calidad del agua en los puntos en que la información sea insuficiente. Los principales aspectos de desarrollo futuro en el campo de la modelización geoquímica son la búsqueda del procedimiento numérico más eficaz para el acoplamiento de las reacciones químicas (en equilibrio y cinéticas) con las ecuaciones de transporte hidrodinámico en sistemas composicionalmente complejos, el análisis de las incertidumbres asociadas a los datos a partir de los que se crean los modelos y la validación de estos modelos en sistemas geoquímicos reales.