Mapping bar-sand coastal aquifer structure and saltwater intrusion mechanisms using Electrical Resistivity Tomography: a case study fromBinh Thuan coast, south-central Vietnam

A lo largo de las costas de muchos países tropicales, el suelo alberga un recurso precioso e invisible: una lente de agua dulce que flota sobre una capa de agua de mar más pesada y salada. Esta separación natural es frágil. Cuando la gente extrae demasiada agua, o cuando el nivel del mar aumenta, la sal empuja hacia el interior, volviendo el suministro de agua no apto para el consumo. En las zonas costeras arenosas, este límite no es una línea nítida, sino una zona de mezcla que cambia con las mareas y las estaciones. Comprender exactamente dónde se encuentra esta agua salada y cómo se mueve es crítico para las comunidades que dependen de estos reservorios subterráneos para su supervivencia diaria. Los científicos saben desde hace tiempo que el agua salada conduce la electricidad mucho mejor que el agua dulce, un simple hecho físico que permite a los investigadores "ver" bajo tierra sin cavar un solo agujero. Al medir con qué facilidad fluye la electricidad a través del suelo, pueden mapear las capas ocultas de arena y agua, distinguiendo lo dulce de lo salado.

En la costa centro-sur de Vietnam, un equipo de investigadores se propuso mapear estas capas ocultas a lo largo de un tramo de costa de 95 kilómetros conocido como la costa de Binh Thuan. Esta región está formada por antiguas dunas de arena y crestas de playa que se asientan sobre roca volcánica más antigua. Aunque la superficie parece una banda continua de arena, la estructura subterránea es compleja y la amenaza de contaminación por agua salada es alta. Los investigadores caminaron a lo largo de la playa y las dunas con un instrumento especializado que envía corrientes eléctricas al suelo. Utilizaron un método llamado tomografía de resistividad eléctrica, que crea una imagen de sección transversal de la tierra, similar a un escaneo médico pero para el paisaje. Colocaron ocho largas líneas de electrodos, que sumaban casi dos kilómetros en total, y midieron la resistencia del suelo a profundidades de hasta 57 metros. Los datos revelaron una imagen clara del mundo subterráneo: una capa superior de arena seca o dulce, una zona de transición intermedia y una capa profunda y conductora de agua salada.

Los mapas producidos por este estudio contaron la historia de cuatro formas distintas en las que el la sal invade el agua dulce. En algunos lugares, la intrusión es natural y predecible. En el mismo borde del océano y en las desembocaduras de los ríos, el agua salada empuja hacia el interior en forma de cuña, elevándose más a medida que se adentra en el subsuelo, siguiendo un patrón clásico conocido por los hidrogeólogos. Este es el resultado directo de la diferencia de densidad entre el agua dulce y la salada, donde el agua salada, más pesada, se desliza debajo del agua dulce, más ligera. Sin embargo, el estudio encontró que la actividad humana está creando otros patrones de contaminación más caóticos. En una zona, los investigadores encontraron una bolsa de agua altamente salina atrapada en una depresión dejada por antiguas operaciones mineras. Hace décadas, los mineros excavaron en las dunas para extraer titanio, utilizando agua de mar para lavar el mineral. Esa agua de mar, ahora atrapada en el terreno bajo, se ha filtrado lentamente en la arena circundante, creando una pluma de sal residual que persiste mucho después de que la minería cesara.

En otras ubicaciones, la fuente de la sal es activa y continua. El estudio identificó zonas de baja resistividad directamente debajo y cerca de granjas de camarones. Estas granjas, comunes a lo largo de la costa, utilizan agua de mar para criar su producción. Los investigadores observaron que el agua salada se filtra fuera de los estanques de las granjas y fluye hacia el suelo, o se descarga a través de canales abiertos que drenan directamente hacia el acuífero poco profundo. En un caso específico, una línea de medición corría paralela a la costa, con ambos extremos equidistantes del mar. Un extremo mostraba agua dulce, mientras que el otro mostraba una anomalía salina profunda. La única diferencia era que el extremo salino se encontraba directamente sobre el sistema de drenaje de una granja de camarones. Esto demostró que la contaminación no provenía del océano, sino de la granja misma, infiltrándose en el suelo desde arriba.

El panorama más complejo surgió en la desembocadura del río Song Phan. Aquí, toda la sección subterránea parecía altamente conductora, lo que indicaba una mezcla de agua salada y dulce. Los investigadores determinaron que esto no se debía a una sola causa, sino a una combinación de tres factores trabajando juntos. Primero, el flujo del río es bajo durante la estación seca, lo que permite que la marea empuje el agua salada tierra adentro. Segundo, el suelo en este punto específico está compuesto de arcilla y limo en lugar de arena limpia, lo que naturalmente conduce mejor la electricidad y reduce la lectura de resistencia independientemente de la salinidad del agua. Tercero, las granjas de camarones activas cercanas están descargando agua salina en la misma área. El resultado es un efecto compuesto donde las mareas naturales, el drenaje humano y el tipo de suelo se combinan para crear una zona de contaminación severa que es difícil de desenredar.

El estudio también confirmó la forma de la lente de agua dulce. En las áreas donde las dunas de arena son gruesas y altas, el agua dulce se asienta de forma profunda y estable, protegida por una pesada capa de arena seca. En estos puntos, la cuña de agua salada es empujada hacia el fondo del acuífero, manteniendo las capas superiores seguras para beber. Los investigadores encontraron que el espesor de esta capa de agua dulce varía significativamente a lo largo de la costa, dependiendo de la altura de las dunas y la distancia de las desembocaduras de los ríos. Al comparar sus mapas eléctricos con muestras de agua tomadas de pozos cercanos, verificaron que su método era preciso. Las muestras de agua mostraron que donde la resistencia del suelo era alta, el agua era dulce, y donde la resistencia era baja, el agua era salada.

Este trabajo proporciona una forma clara y no invasiva de ver la batalla invisible entre el agua dulce y la salada. Muestra que, si bien las leyes naturales de la física dictan la forma general de la cuña de agua salada, las actividades humanas como la minería y la cría de camarones están creando bolsas locales de contaminación que siguen reglas diferentes. Los hallazgos sugieren que la gestión de estos recursos requiere algo más que vigilar la marea; exige comprender la historia específica de la tierra, desde antiguos pozos mineros hasta los modernos canales de drenaje. Los mapas eléctricos sirven como una línea base, una instantánea del estado actual del acuífero que puede utilizarse para monitorear los cambios a lo largo del tiempo. Para las comunidades que viven en esta costa, saber exactamente dónde está la sal y cómo llegó allí es el primer paso para proteger el agua dulce de la que dependen.