SIMULACIÓN DE MOVIMIENTO DE PARTÍCULAS DE EFLUENTES SÉPTICOS EN EL CONDADO DE MIAMI-DADE, FLORIDA

El condado de Miami-Dade (MD) enfrenta riesgos por su baja elevación y geología kárstica, lo que lo hace vulnerable al aumento del nivel del mar y freático. La población en rápido crecimiento (2.7 millones) y la presencia de más de 120,000 sistemas sépticos hacen crucial el estudio de sus contaminantes, ya que representan una amenaza para el acuífero Biscayne (principal fuente de agua potable) y la bahía del mismo nombre.

Esta investigación emplea un modelo existente de agua superficial y subterránea a escala del condado de MD, implementando análisis de líneas de flujo para estimar el transporte y destino final de efluentes de sistemas sépticos bajo condiciones complejas de flujo de agua subterránea. El modelo, publicado por el USGS en 2014, cubre 4.772 km² en el sureste de Florida. El modelo está caracterizado por una cuadrícula uniforme con dimensiones de 500 por 500 metros, 3 capas, 189 filas, 101 columnas, y 10.958 períodos de estrés diarios.

Resultados del modelo establecido fueron utilizados para crear una simulación de 30 años (1996-2026) del movimiento de partículas desde los puntos de recarga séptica; para la investigación se utilizaron MODFLOW-NWT, MODPATH, ModelMuse, Python, ArcGIS y SGeMS. MODPATH se utilizó para liberar y rastrear partículas. Las ubicaciones iniciales de las partículas se obtuvieron del archivo de entrada de flujo de retorno séptico del modelo original colocando una partícula en las celdas del modelo con efluentes sépticos.

Se generaron trayectorias espaciotemporales con puntos finales de descarga, lo que nos permitió determinar las rutas de flujo y la distribución espacial de la descarga de efluentes sépticos. La simulación consistió con 3.256 partículas liberadas al inicio de la simulación. Estos resultados son las primeras simulaciones regionales de rastreo de partículas en el sureste de Florida, lo que ha permitido la identificación de los puntos de descarga de efluentes sépticos, con una distribución general a canales (70%), pozos de producción de agua potable (19%), y la bahía de Biscayne Bay (7%).

Estos resultados permiten identificar y reportar puntos críticos para guiar los esfuerzos para la toma de muestras de la calidad del agua y brindar recomendaciones para las áreas que más se beneficiarían de la conversión de sistemas sépticos a alcantarillado, mejorando la calidad del agua en el Condado.