Modelo numérico hidrogeológico del núcleo del salar de Atacama considerando los efectos del cambio climático

Abstract

[ES] El salar de Atacama ubicado en el norte grande de Chile, es el depósito de sal más grande del país y la mayor reserva de litio del mundo, cuya superficie, blanca y rugosa, oculta a simple vista un gran lago salobre. El tamaño de su cuenca es de 16.000 km2 y puede ser apreciado en su totalidad gracias a que el aire está completamente seco. Este salar está formado por una cuenca de tipo endorreica en una depresión que recibe al río San Pedro y múltiples quebradas por donde se filtra el agua desde la cordillera hasta el núcleo del salar. Además, es el quinto salar más grande del mundo con una gran diversidad de fauna. El área de estudio compromete el núcleo del Salar de Atacama, situada en la Región de Antofagasta, al norte de Chile, en una de las regiones más áridas del mundo. Esta ubicación geográfica lo hace especialmente interesante para el estudio de la componente hidrológica y la investigación relacionada con la hidrología subterránea. Ya que, al tener bajas recargas superficiales producto de escasas precipitaciones y altas tasas de evaporación por su aridez, establece un escenario interesante ante el estudio de los efectos de cambio climático en él. Sin lugar a duda también es importante resaltar la alta actividad minera no metálica existente en el área de estudio, ya que desde el año 1986 a la fecha se registran actividades de extracción de salmuera incrementándose a lo largo del tiempo. Con esto también nos permite conocer una gran cantidad de información histórica para el desarrollo del modelo hidrogeológico numérico. El desarrollo del presente trabajo de investigación comprende la ejecución de un modelo hidrogeológico numérico, según la plataforma ModelMuse y el código MODFLOW 6, la cual permite implementar escenarios históricos del comportamiento hidrogeológico, en donde se basa la calibración del modelo, y también futuros que consideren efectos del cambio climático en el sistema. En el presente modelo se considera incluir todas las condiciones que existe dentro del Núcleo del Salar, actividades de pozos de extracción de salmueras existentes y proyectadas a futuro, y considerar los efectos del cambio climático ante un escenario RCP 8.5. hasta el año 2100. El Salar de Atacama es un ecosistema único con una serie de características geológicas e hidrogeológicas que lo hacen propicio para el modelado numérico de su comportamiento. El desarrollo de modelos matemáticos y computacionales en este entorno puede contribuir significativamente a la comprensión y preservación de este y sus ecosistemas interconectados, adicionalmente el estudio permite comprender el funcionamiento del sistema en un entorno inhóspito y desértico ante la explotación de recursos inserto bajo el Núcleo del Salar de Atacama, el cual es un sistema de alto interés económico para la región sudamericana.

[EN] The Atacama salt flat, located in Chile's far north, is the largest salt deposit in the country and the world's largest lithium reserve. Its white and rough surface hides a large brackish lake from the naked eye. The vastness of the Salar, whose basin s area is over 16,000 square kilometers, making it the fifth largest salt flat in the world, can be fully appreciated due to the extremely dry air. This salt flat is formed by an endorheic basin in a depression that receives the San Pedro River and multiple ravines channeling water from the mountain range to the core of the Salar. In addition, it boasts a great diversity of fauna. The study area focuses on the core of the Salar de Atacama, located in the Antofagasta Region of northern Chile, one of the world's most arid regions. This location makes it particularly interesting for studying both surface and underground hydrological processes. With low surface recharge due to scarce rainfall and high evaporation rates driven by its aridity, the Salar presents a fascinating scenario for investigating the effects of climate change. Undoubtedly, the high level of non-metallic mining activity in the study area is also noteworthy. Brine extraction activities have been documented since 1986 and have steadily increased. This extensive historical data is valuable for developing a numerical hydrogeological model. The development of this research work involves creating a numerical hydrogeological model using the ModelMuse platform and the MODFLOW 6 code. This model will allow simulating historical hydrogeological behavior scenarios, which will be used for model calibration, and future scenarios that consider the effects of climate change on the system. The model will incorporate all existing conditions within the Salar Core, including current and projected brine extraction wells, and account for climate change impacts based on the RCP 8.5 scenario until the year 2100. The Salar de Atacama is a unique ecosystem with a combination of geological and hydrogeological characteristics that make it ideal for numerical modeling of its behavior. Developing mathematical and computational models in this environment can significantly contribute to understanding and preserving this ecosystem and its interconnected ones. Additionally, the study offers insights into the functioning of this system in a harsh desert environment, particularly in the context of resource exploitation within the Salar Core, an area of high economic importance for the South American region.