¿Qué relación existe entre los cubrebocas y los mantos acuíferos?

Los procesos de extracción de petróleo, la contaminación del agua de los mantos acuíferos, el flujo sanguíneo, la selección de un cubrebocas adecuado para evitar contagios de enfermedades respiratorias, son situaciones que pueden estudiarse a través de un enfoque conocido como “flujo a través de medios porosos”.

En diversas áreas como la medicina, ingeniería, mecánica de suelos, entre otras, el estudio de medios porosos ha sido el enfoque científico para estudiar y comprender estos fenómenos naturales. Para definirlos hay mucha bibliografía, teoría y ecuaciones, sin embargo, es un conocimiento que podemos ilustrar con un ejemplo: el funcionamiento de un cubrebocas.

Entendemos que éste funciona como una barrera física al paso a las gotículas suspendidas en el aire que contienen virus y bacterias, siendo así uno de los métodos más efectivos para prevenir contagios de enfermedades respiratorias.

Hemos aprendido sobre los diferentes tipos cubrebocas, de la importancia de las capas que los conforman e incluso de la existencia de diferentes tamaños de partícula y de cómo unos pueden resultar más eficientes que otros.

Sabemos que un cubrebocas KN-95 es más eficiente que un cubrebocas de tela debido a que uno tiene la habilidad de “filtrar” más partículas; y esa palabra es la clave, la que permite definir a un medio poroso, el cual está conformado por sólidos y espacios vacíos por dónde puede pasar un fluido y filtrarse. La habilidad de un medio poroso para dejar pasar a un fluido se llama permeabilidad y entre mayor sea, más flujo a través del medio poroso pasará.

Una de las formas de describir el flujo a través de estos medios se conoce como la ley de Darcy, que también es fundamental para el estudio de mecánica de los suelos, entre otras aplicaciones.

Otro ejemplo de cómo los medios porosos son indispensables para el entendimiento de fenómenos es en el estudio de la explotación de acuíferos, ha sido útil para calcular la conductividad hidráulica en el flujo de agua de un acuífero y por tanto el flujo subterráneo.

Esta ley permite conocer el volumen de agua que se pierde con la explotación del acuífero, permitiendo determinar con mayor precisión la cantidad de agua que se puede extraer sin sobrepasar su recarga natural.

Con base en estos estudios se puede determinar si un acuífero esta siendo sobreexplotado y en consecuencia tomar las medidas pertinentes para su recarga. Actualmente hay estudios que predicen el agotamiento de muchos acuíferos en el mundo para el año 2050, por lo que es de vital importancia aplicar estudios sistemáticos a los acuíferos basados en esta Ley y en otros métodos para prevenir esos posibles agotamientos y sus consecuencias al medio ambiente y la sociedad en general.

Autores:

M. en C. Milagros Santos Moreno*

Dr. Guillermo Fernández Anaya**

Dr. Luis Alberto Quezada Téllez*** 

*Candidato a Doctor del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería de la Universidad Iberoamericana, Ciudad de México

**Profesor-investigador del Departamento de Física y Matemáticas de la Universidad Iberoamericana, Ciudad de México

***Profesor investigador de la Escuela Superior de Apan de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo.