La iniciativa, coordinada per Marco Dentz (IDAEA-CSIC), combina la caracteritzaci\u00f3 de coves, experiments i models digitals per entendre el flux de l\u2019aigua i el transport de contaminants en sistemes c\u00e0rstics d\u2019arreu del m\u00f3n<\/h4>\n![\"\"](\"https:\/\/idaeaold.ondeuevprojects.net\/wp-content\/uploads\/2026\/03\/MarkovSpodmol-scallops-1024x683.jpg\")
Perfil de la cova Markov Spodmol, Eslov\u00e8nia. | Tanguy Racine, Karst<\/p><\/div>\n
En el context actual de canvi clim\u00e0tic, les tempestes intenses, les sequeres i les inundacions s\u00f3n cada vegada m\u00e9s freq\u00fcents. Aquests fen\u00f2mens extrems no nom\u00e9s afecten la superf\u00edcie de la Terra, sin\u00f3 que tamb\u00e9 alteren els aq\u00fc\u00edfers subterranis, dels quals depenen milions de persones per obtenir aigua potable. Tot i aix\u00f2, malgrat el seu paper essencial en el sistema hidrol\u00f2gic, encara es coneix poc sobre com circula l\u2019aigua sota terra.<\/p>\n
El projecte europeu Karst<\/strong><\/a>, finan\u00e7at amb una prestigiosa Synergy Grant del European Research Council (ERC)<\/a> i coordinat per Marco Dentz<\/strong><\/a>, de l\u2019Institut de Diagnosi Ambiental i Estudis de l\u2019Aigua (IDAEA-CSIC), aborda aquest gran repte: modelitzar i caracteritzar els sistemes de coves subterr\u00e0nies d\u2019arreu del m\u00f3n per poder predir el flux d\u2019aigua i el transport de contaminants<\/strong>. El projecte va comen\u00e7ar el 2023 i, despr\u00e9s de tres anys de treball, ja ha aconseguit aven\u00e7os significatius, entre els quals la construcci\u00f3 de la base de dades m\u00e9s gran del m\u00f3n de xarxes de coves. Amb tres anys m\u00e9s per davant, l\u2019equip investigador vol perfeccionar els seus models per anticipar el moviment de l\u2019aigua i dels contaminants i, d\u2019aquesta manera, avaluar l\u2019impacte real d\u2019inundacions o abocaments.<\/p>\nEntendre el flux subterrani d\u2019aigua i contaminants<\/h3>\n
Els sistemes c\u00e0rstics s\u00f3n coves calc\u00e0ries que es formen per la dissoluci\u00f3 de roques c\u00e0rstiques<\/strong> (calc\u00e0ries, guixos, dolomies), donant lloc a xarxes de coves molt ramificades i extenses. S\u2019estima que ocupen aproximadament un 10% de la superf\u00edcie terrestre<\/strong>, de manera que s\u00f3n fonamentals per a la hidrologia global. A causa de les caracter\u00edstiques de la roca calc\u00e0ria, l\u2019aigua no s\u2019hi emmagatzema, sin\u00f3 que flueix r\u00e0pidament per les cavitats. Per aix\u00f2, aquests sistemes s\u00f3n molt sensibles als canvis en el volum d\u2019aigua<\/strong>. Per exemple, durant pluges intenses \u00e9s f\u00e0cil que es produeixin inundacions, mentre que en per\u00edodes de sequera es poden buidar completament.<\/p>\nPer entendre com flueix l\u2019aigua en aquests sistemes subterranis, fins ara s\u2019aplicaven les lleis cl\u00e0ssiques de la f\u00edsica de fluids<\/strong>. Tanmateix, aquests models no descriuen adequadament la seva complexitat real<\/strong>.<\/p>\n\n\u201cUna cova no \u00e9s una canonada llisa i perfectament sim\u00e8trica. Les seves parets s\u00f3n rugoses, estan fracturades i presenten cavitats on l\u2019aigua genera remolins o es pot emmagatzemar temporalment\u201d, explica Marco Dentz<\/strong>, investigador de l\u2019IDAEA i coordinador de Karst.<\/p>\n<\/blockquote>\nPer aix\u00f2, el primer pas del projecte va ser comprendre qu\u00e8 passa a l\u2019interior d\u2019un conducte d\u2019una cova c\u00e0rstica. Per estudiar aquestes geometries complexes, l\u2019equip va realitzar escanejos amb tecnologia LIDAR (basada en l\u00e0ser) de 16 coves a Europa per obtenir models digitals en 3D extremadament detallats de l\u2019interior de les coves.<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/idaeaold.ondeuevprojects.net\/wp-content\/uploads\/2026\/03\/MarkovSpodmol-view-2-EDL-1024x627.jpeg\")
Vista en planta d\u2019un n\u00favol de punts LiDAR obtingut a la cova de Markov Spodmol, Eslov\u00e8nia, acolorit segons l\u2019elevaci\u00f3. | Tanguy Racine<\/p><\/div>\n
A partir d\u2019aquests escanejos, els investigadors van desenvolupar simulacions num\u00e8riques<\/strong> del flux i del transport d\u2019aigua. Tamb\u00e9 van crear r\u00e8pliques f\u00edsiques impreses en 3D<\/strong>, algunes de m\u00e9s de dos metres de longitud, que reprodueixen fidelment l\u2019estructura real de la cova. Aquestes r\u00e8pliques s\u2019utilitzen per dur a terme experiments de flux i transport d\u2019aigua a escala de laboratori<\/strong>, on s\u2019observa com circula l\u2019aigua en condicions controlades i es contrasten els resultats amb les simulacions matem\u00e0tiques. L\u2019objectiu \u00e9s establir les lleis f\u00edsiques que descriuen el moviment de l\u2019aigua i dels soluts \u2014les subst\u00e0ncies dissoltes, com minerals o contaminants\u2014 en conductes c\u00e0rstics reals.<\/p>\nLa base de dades m\u00e9s gran del m\u00f3n de coves<\/h3>\n
Un dels grans resultats del projecte Karst fins ara ha estat recopilar informaci\u00f3 sobre sistemes c\u00e0rstics d\u2019arreu del m\u00f3n<\/strong>, en col\u00b7laboraci\u00f3 amb clubs d\u2019espeleologia i exploradors, per caracteritzar-ne la topologia<\/strong>: com es connecten els conductes de les coves, quin grau de ramificaci\u00f3 presenten i quines dimensions tenen.<\/p>\nAmb aquestes dades s\u2019est\u00e0 construint la base de dades m\u00e9s completa a escala mundial sobre xarxes de coves c\u00e0rstiques. Aquest treball permet identificar patrons comuns<\/strong> utilitzant atributs com el di\u00e0metre, l\u2019estructura o la linealitat per classificar tipus de xarxes i generar models sint\u00e8tics amb propietats realistes<\/strong>.<\/p>\nFins ara, la base de dades cont\u00e9 172 sistemes de coves, 15 dels quals a Espanya<\/strong>. Es classifiquen en quatre categories morfol\u00f2giques principals: coves ramificades, laber\u00edntiques, anastom\u00f2tiques (en qu\u00e8 els conductes es divideixen i es tornen a unir repetidament) i coves amb formes semblants a esponges. La morfologia dep\u00e8n del context geol\u00f2gic, del tipus de roca, de si la cova \u00e9s litoral o de muntanya, o de si \u00e9s hipog\u00e8nica (formada per aigua que ascendeix des de profunditat) o epig\u00e8nica (formada per aigua que s\u2019infiltra des de la superf\u00edcie). L\u2019an\u00e0lisi de l\u2019estructura permet desxifrar l\u2019origen dels sistemes de coves i facilita la simulaci\u00f3 num\u00e8rica i, per tant, la predicci\u00f3 del flux d\u2019aigua a trav\u00e9s de les coves.<\/p>\nGr\u00e0cies a l\u2019aplicaci\u00f3 de models de deep learning<\/em>, l\u2019equip investigador tamb\u00e9 est\u00e0 reconstruint les parts desconegudes de les xarxes de coves a les quals \u00e9s impossible accedir per a les persones.<\/p>\n![\"\"](\"https:\/\/idaeaold.ondeuevprojects.net\/wp-content\/uploads\/2026\/03\/Holloch-elliptical-profile-1-1024x683.jpg\")
Galeria de cova amb perfil el\u00b7l\u00edptic al sistema de coves de H\u00f6lloch, Su\u00efssa. | Tanguy Racine<\/p><\/div>\n
Avaluaci\u00f3 i rastreig de la contaminaci\u00f3<\/h3>\n
L\u2019elevada velocitat amb qu\u00e8 circula l\u2019aigua en sistemes c\u00e0rstics fa que aquests aq\u00fc\u00edfers siguin especialment vulnerables. En episodis de pluges intenses, es poden saturar r\u00e0pidament i provocar inundacions<\/strong>. De la mateixa manera, si es produeix un abocament contaminant<\/strong>, aquest pot despla\u00e7ar-se en q\u00fcesti\u00f3 d\u2019hores o dies fins a un pou d\u2019abastament.<\/p>\nUn dels casos m\u00e9s coneguts \u00e9s la Walkerton Tragedy<\/strong>, que va tenir lloc l\u2019any 2000 al Canad\u00e0. Despr\u00e9s d\u2019unes fortes pluges, el bacteri Escherichia coli<\/em> procedent de fems agr\u00edcoles va contaminar diversos pous d\u2019aigua potable. Com que el sistema de protecci\u00f3 va subestimar la rapidesa amb qu\u00e8 el contaminant podia despla\u00e7ar-se per l\u2019aq\u00fc\u00edfer c\u00e0rstic, m\u00e9s de 2.300 persones van emmalaltir i set van morir.<\/p>\nEvitar situacions similars exigeix comprendre amb precisi\u00f3 com flueix l\u2019aigua sota terra. En aquest sentit, el projecte Karst tamb\u00e9 desenvolupa eines d\u2019hidrogeologia forense: una disciplina que utilitza models num\u00e8rics del flux subterrani per reconstruir l\u2019origen, la traject\u00f2ria i l\u2019impacte d\u2019un contaminant. Un exemple conegut \u00e9s el cas real portat al cinema a la pel\u00b7l\u00edcula \u2018Erin Brockovich\u2019<\/strong>, en qu\u00e8 es va demostrar com el crom hexavalent, altament t\u00f2xic, es va despla\u00e7ar des d\u2019una planta industrial fins als pous subterranis que prove\u00efen la poblaci\u00f3 de Hinkley, Calif\u00f2rnia, provocant c\u00e0ncers, trastorns reproductius i altres malalties greus.<\/p>\nEl projecte Karst demostra com la recerca fonamental en f\u00edsica de fluids i modelitzaci\u00f3 matem\u00e0tica pot esdevenir una eina clau i directa per afrontar reptes relacionats amb els recursos h\u00eddrics en l\u2019actual context de canvi clim\u00e0tic.<\/p>\n<\/div>
Perfil de la cova Markov Spodmol, Eslov\u00e8nia. | Tanguy Racine, Karst<\/p><\/div>\n
En el context actual de canvi clim\u00e0tic, les tempestes intenses, les sequeres i les inundacions s\u00f3n cada vegada m\u00e9s freq\u00fcents. Aquests fen\u00f2mens extrems no nom\u00e9s afecten la superf\u00edcie de la Terra, sin\u00f3 que tamb\u00e9 alteren els aq\u00fc\u00edfers subterranis, dels quals depenen milions de persones per obtenir aigua potable. Tot i aix\u00f2, malgrat el seu paper essencial en el sistema hidrol\u00f2gic, encara es coneix poc sobre com circula l\u2019aigua sota terra.<\/p>\n
El projecte europeu Karst<\/strong><\/a>, finan\u00e7at amb una prestigiosa Synergy Grant del European Research Council (ERC)<\/a> i coordinat per Marco Dentz<\/strong><\/a>, de l\u2019Institut de Diagnosi Ambiental i Estudis de l\u2019Aigua (IDAEA-CSIC), aborda aquest gran repte: modelitzar i caracteritzar els sistemes de coves subterr\u00e0nies d\u2019arreu del m\u00f3n per poder predir el flux d\u2019aigua i el transport de contaminants<\/strong>. El projecte va comen\u00e7ar el 2023 i, despr\u00e9s de tres anys de treball, ja ha aconseguit aven\u00e7os significatius, entre els quals la construcci\u00f3 de la base de dades m\u00e9s gran del m\u00f3n de xarxes de coves. Amb tres anys m\u00e9s per davant, l\u2019equip investigador vol perfeccionar els seus models per anticipar el moviment de l\u2019aigua i dels contaminants i, d\u2019aquesta manera, avaluar l\u2019impacte real d\u2019inundacions o abocaments.<\/p>\n Els sistemes c\u00e0rstics s\u00f3n coves calc\u00e0ries que es formen per la dissoluci\u00f3 de roques c\u00e0rstiques<\/strong> (calc\u00e0ries, guixos, dolomies), donant lloc a xarxes de coves molt ramificades i extenses. S\u2019estima que ocupen aproximadament un 10% de la superf\u00edcie terrestre<\/strong>, de manera que s\u00f3n fonamentals per a la hidrologia global. A causa de les caracter\u00edstiques de la roca calc\u00e0ria, l\u2019aigua no s\u2019hi emmagatzema, sin\u00f3 que flueix r\u00e0pidament per les cavitats. Per aix\u00f2, aquests sistemes s\u00f3n molt sensibles als canvis en el volum d\u2019aigua<\/strong>. Per exemple, durant pluges intenses \u00e9s f\u00e0cil que es produeixin inundacions, mentre que en per\u00edodes de sequera es poden buidar completament.<\/p>\n Per entendre com flueix l\u2019aigua en aquests sistemes subterranis, fins ara s\u2019aplicaven les lleis cl\u00e0ssiques de la f\u00edsica de fluids<\/strong>. Tanmateix, aquests models no descriuen adequadament la seva complexitat real<\/strong>.<\/p>\n \u201cUna cova no \u00e9s una canonada llisa i perfectament sim\u00e8trica. Les seves parets s\u00f3n rugoses, estan fracturades i presenten cavitats on l\u2019aigua genera remolins o es pot emmagatzemar temporalment\u201d, explica Marco Dentz<\/strong>, investigador de l\u2019IDAEA i coordinador de Karst.<\/p>\n<\/blockquote>\n Per aix\u00f2, el primer pas del projecte va ser comprendre qu\u00e8 passa a l\u2019interior d\u2019un conducte d\u2019una cova c\u00e0rstica. Per estudiar aquestes geometries complexes, l\u2019equip va realitzar escanejos amb tecnologia LIDAR (basada en l\u00e0ser) de 16 coves a Europa per obtenir models digitals en 3D extremadament detallats de l\u2019interior de les coves.<\/p>\n Vista en planta d\u2019un n\u00favol de punts LiDAR obtingut a la cova de Markov Spodmol, Eslov\u00e8nia, acolorit segons l\u2019elevaci\u00f3. | Tanguy Racine<\/p><\/div>\n A partir d\u2019aquests escanejos, els investigadors van desenvolupar simulacions num\u00e8riques<\/strong> del flux i del transport d\u2019aigua. Tamb\u00e9 van crear r\u00e8pliques f\u00edsiques impreses en 3D<\/strong>, algunes de m\u00e9s de dos metres de longitud, que reprodueixen fidelment l\u2019estructura real de la cova. Aquestes r\u00e8pliques s\u2019utilitzen per dur a terme experiments de flux i transport d\u2019aigua a escala de laboratori<\/strong>, on s\u2019observa com circula l\u2019aigua en condicions controlades i es contrasten els resultats amb les simulacions matem\u00e0tiques. L\u2019objectiu \u00e9s establir les lleis f\u00edsiques que descriuen el moviment de l\u2019aigua i dels soluts \u2014les subst\u00e0ncies dissoltes, com minerals o contaminants\u2014 en conductes c\u00e0rstics reals.<\/p>\n Un dels grans resultats del projecte Karst fins ara ha estat recopilar informaci\u00f3 sobre sistemes c\u00e0rstics d\u2019arreu del m\u00f3n<\/strong>, en col\u00b7laboraci\u00f3 amb clubs d\u2019espeleologia i exploradors, per caracteritzar-ne la topologia<\/strong>: com es connecten els conductes de les coves, quin grau de ramificaci\u00f3 presenten i quines dimensions tenen.<\/p>\n Amb aquestes dades s\u2019est\u00e0 construint la base de dades m\u00e9s completa a escala mundial sobre xarxes de coves c\u00e0rstiques. Aquest treball permet identificar patrons comuns<\/strong> utilitzant atributs com el di\u00e0metre, l\u2019estructura o la linealitat per classificar tipus de xarxes i generar models sint\u00e8tics amb propietats realistes<\/strong>.<\/p>\n Fins ara, la base de dades cont\u00e9 172 sistemes de coves, 15 dels quals a Espanya<\/strong>. Es classifiquen en quatre categories morfol\u00f2giques principals: coves ramificades, laber\u00edntiques, anastom\u00f2tiques (en qu\u00e8 els conductes es divideixen i es tornen a unir repetidament) i coves amb formes semblants a esponges. La morfologia dep\u00e8n del context geol\u00f2gic, del tipus de roca, de si la cova \u00e9s litoral o de muntanya, o de si \u00e9s hipog\u00e8nica (formada per aigua que ascendeix des de profunditat) o epig\u00e8nica (formada per aigua que s\u2019infiltra des de la superf\u00edcie). L\u2019an\u00e0lisi de l\u2019estructura permet desxifrar l\u2019origen dels sistemes de coves i facilita la simulaci\u00f3 num\u00e8rica i, per tant, la predicci\u00f3 del flux d\u2019aigua a trav\u00e9s de les coves.<\/p>\n Gr\u00e0cies a l\u2019aplicaci\u00f3 de models de deep learning<\/em>, l\u2019equip investigador tamb\u00e9 est\u00e0 reconstruint les parts desconegudes de les xarxes de coves a les quals \u00e9s impossible accedir per a les persones.<\/p>\n Galeria de cova amb perfil el\u00b7l\u00edptic al sistema de coves de H\u00f6lloch, Su\u00efssa. | Tanguy Racine<\/p><\/div>\n L\u2019elevada velocitat amb qu\u00e8 circula l\u2019aigua en sistemes c\u00e0rstics fa que aquests aq\u00fc\u00edfers siguin especialment vulnerables. En episodis de pluges intenses, es poden saturar r\u00e0pidament i provocar inundacions<\/strong>. De la mateixa manera, si es produeix un abocament contaminant<\/strong>, aquest pot despla\u00e7ar-se en q\u00fcesti\u00f3 d\u2019hores o dies fins a un pou d\u2019abastament.<\/p>\n Un dels casos m\u00e9s coneguts \u00e9s la Walkerton Tragedy<\/strong>, que va tenir lloc l\u2019any 2000 al Canad\u00e0. Despr\u00e9s d\u2019unes fortes pluges, el bacteri Escherichia coli<\/em> procedent de fems agr\u00edcoles va contaminar diversos pous d\u2019aigua potable. Com que el sistema de protecci\u00f3 va subestimar la rapidesa amb qu\u00e8 el contaminant podia despla\u00e7ar-se per l\u2019aq\u00fc\u00edfer c\u00e0rstic, m\u00e9s de 2.300 persones van emmalaltir i set van morir.<\/p>\n Evitar situacions similars exigeix comprendre amb precisi\u00f3 com flueix l\u2019aigua sota terra. En aquest sentit, el projecte Karst tamb\u00e9 desenvolupa eines d\u2019hidrogeologia forense: una disciplina que utilitza models num\u00e8rics del flux subterrani per reconstruir l\u2019origen, la traject\u00f2ria i l\u2019impacte d\u2019un contaminant. Un exemple conegut \u00e9s el cas real portat al cinema a la pel\u00b7l\u00edcula \u2018Erin Brockovich\u2019<\/strong>, en qu\u00e8 es va demostrar com el crom hexavalent, altament t\u00f2xic, es va despla\u00e7ar des d\u2019una planta industrial fins als pous subterranis que prove\u00efen la poblaci\u00f3 de Hinkley, Calif\u00f2rnia, provocant c\u00e0ncers, trastorns reproductius i altres malalties greus.<\/p>\n El projecte Karst demostra com la recerca fonamental en f\u00edsica de fluids i modelitzaci\u00f3 matem\u00e0tica pot esdevenir una eina clau i directa per afrontar reptes relacionats amb els recursos h\u00eddrics en l\u2019actual context de canvi clim\u00e0tic.<\/p>\n<\/div>Entendre el flux subterrani d\u2019aigua i contaminants<\/h3>\n
\n
La base de dades m\u00e9s gran del m\u00f3n de coves<\/h3>\n
Avaluaci\u00f3 i rastreig de la contaminaci\u00f3<\/h3>\n