L'acqua è una risorsa vitale per le persone e per l'ambiente. Una delle fonti più importanti è l'acqua sotterranea che si rinnova dalle precipitazioni o dalle acque superficiali. La crescita della popolazione, l'agricoltura e l'industria influenzano fortemente la quantità e la qualità delle acque sotterranee. Per poter indagare più facilmente sulle risorse idriche sotterranee, in modo economico e completo rispetto al passato, ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) hanno sviluppato un nuovo metodo con i colleghi australiani che ora stanno svelando nel Recensioni di Geofisica rivista.

Secondo l'Agenzia tedesca per l'ambiente, più del 70 percento dell'acqua potabile proviene da acque sotterranee solo in Germania. La produzione sta aumentando così rapidamente in tutto il mondo che i livelli delle acque sotterranee stanno diminuendo, la qualità si sta deteriorando e intere città stanno affrontando il cedimento delle acque sotterranee. Perciò, è importante esplorare le proprietà del sottosuolo per gestire le risorse in modo più sostenibile.

"Gli attuali metodi di prova richiedono il pompaggio attivo di acqua da un pozzo di estrazione dell'acqua appositamente progettato osservando il livello dell'acqua in altri pozzi nelle vicinanze, " afferma il Dr. Gabriel Rau dell'Institute of Applied Geosciences (AGW) al KIT. Per fare questo, due o tre persone dovrebbero impostare un test della pompa e supervisionare le misurazioni per un lungo periodo di tempo. Questo metodo è molto costoso, può durare da poche ore a diversi mesi a seconda delle proprietà del sottosuolo, e il risultato è valido solo per la posizione testata. "Le falde acquifere sotterranee variano notevolmente nello spazio, ed è troppo costoso e invadente costruire pozzi di estrazione ovunque".

Insieme alla University of New South Wales (UNSW) di Sydney e alla Deakin University di Melbourne, KIT ha ora sviluppato un nuovo metodo che valuta le informazioni sugli effetti delle maree sui livelli delle acque sotterranee. Simile alle maree nell'oceano, il livello delle acque sotterranee è influenzato dalle forze di marea, con il cambiamento di gravitazione che schiaccia le rocce porose nel sottosuolo e provoca variazioni di pressione misurabili. Inoltre, ci sono maree atmosferiche che modificano ciclicamente la pressione del sottosuolo. "Possiamo misurare questo cambiamento a basso costo e utilizzando procedure meno complesse e meno personale per quantificare le proprietà del sottosuolo, " afferma Rau. Gli ingegneri non richiedono pozzi di estrazione speciali per questo, ma possono posizionare un registratore automatico di dati della pressione dell'acqua in un punto di misurazione delle acque sotterranee convenzionale. Il sensore di pressione quindi misura regolarmente il livello delle acque sotterranee per almeno un mese. Utilizzando le misurazioni, i ricercatori possono calcolare le proprietà fisiche del sottosuolo come porosità, conducibilità idraulica e compressibilità e tradurre i risultati nell'uso sostenibile delle risorse idriche sotterranee. "Dal momento che è molto più economico perforare pozzi di monitoraggio che creare interi pozzi, possiamo effettuare misurazioni in più località, aumentare significativamente il numero e la copertura delle proprietà del sottosuolo calcolate, "dice Rau.

I ricercatori hanno studiato e riassunto studi internazionali e articoli di varie discipline per il loro metodo:"Abbiamo visto che i recenti progressi nella ricerca sulle acque sotterranee mostrano il potenziale per studi sulle acque sotterranee a lungo termine molto più economici, " afferma Timothy McMillan del Connected Waters Initiative Research Center presso UNSW Sydney. "Nel nostro metodo utilizziamo una combinazione di ingegneria, scienze e matematica, e l'impatto delle maree sulle acque sotterranee per calcolare le proprietà del sottosuolo". Questi risultati possono anche contribuire a prevedere le fluttuazioni spaziali e temporali del sistema climatico e il suo impatto sulle risorse idriche sotterranee. "Stiamo affrontando enormi sfide in futuro. Il nostro metodo rende più facile indagare sulle risorse del sottosuolo e quindi gestirle in modo più sostenibile, "dice Rau.