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La presencia de nitratos en las aguas subterráneas es uno de los problemas ambientales más graves de todo el mundo. El uso excesivo de fertilizantes agrarios, el vertido de purines en el territorio y el mal mantenimiento de las redes de alcantarillado son las causas más comunes de contaminación de aguas subterráneas por nitratos. El consumo de nitratos de manera habitual por encima del umbral legislativo (50 mg/l) puede aumentar la incidencia en metahemoglobinemia (o síndrome del niño azul) y en cáncer de estómago. En Cataluña, se cuantifica que un 30% del territorio y un 12% de las aguas subterráneas están afectados por nitratos, limitando el uso de las aguas. Además, en los países mediterráneos el agua es un recurso limitado y se prevé que, con la llegada del cambio climático, lo sea más. Es por este motivo que se requieren soluciones de emergencia que sean capaces de eliminar los nitratos de las aguas subterráneas y devolverles su calidad.

Figura 1: Imagen del modelo de desnitrificación inducida en una sección de un acuífero.

En este contexto, surge la Desnitrificación in situ Inducida (del inglés, Enhanced in situ Biodenitrification, en adelante EIB). Esta tecnología se basa en la eliminación del nitrato estimulando los microorganismos denitrificantes del acuífero que utilizan el nitrato como aceptor de electrones dentro de su metabolismo en condiciones anóxicas. Para acelerar el proceso, la EIB crea las condiciones óptimas para el crecimiento de estos microorganismos añadiendo un donador de electrones y controlando los parámetros ambientales. Como toda tecnología in situ, los procesos inducidos por la EIB coexisten con la geoquímica previa del acuífero. En este sentido, inducen precipitaciones/disoluciones de carbonatos. Además, el uso de los isótopos estables como herramienta de monitorización del proceso facilita su gestión. La obtención de un modelo de transporte reactivo que permita la predicción del comportamiento de los compuestos que intervienen en la EIB así como la interrelación entre los diferentes procesos (microbiológicos, geoquímicos e isotópicos) permitirá facilitar la implementación, la gestión, la monitorización y la optimización de esta tecnología por el territorio.
 
En esta tesis se ha desarrollado un modelo de transporte reactivo que integra todos los procesos principales y secundarios que afectan a la Desnitrificación in situ Inducida a distintas escalas de trabajo. Así, la herramienta obtenida relaciona los procesos biológicos inducidos cuando se añade un donador de electrones en el acuífero con los procesos geoquímicos (interacción agua-roca) y la geoquímica de los isótopos. Los modelos desarrollados se han realizado en distintas escalas de trabajo: des de microcosmos hasta escala de campo. El modelo desarrollado mejora con creces los de la literatura y facilitará la amplia implementación de la EIB por el territorio, mejorando su gestión, planificación, monitorización y optimización.