The Groundwater and Hydrogeochemistry group studies the hydraulic, chemical, thermal and mechanical processes that take place in porous media from pore to regional scale. The group employs mathematical and numerical approaches as well as laboratory and field scale experiments and sampling methods (using hydraulic, hydro-geochemical and environmental isotope data sampled directly or through specifically designed tests).
The group is active in the development of numerical and mathematical models and modelling techniques for complex porous media processes across spatial and temporal scales, laboratory and field scale experimentation and sampling and data analysis. This includes geospatial data and information management.
Applications include the assessment and management of groundwater resources, groundwater and soil remediation, the management of urban aquifers, the study of emerging pollutants in urban aquifers and artificial recharge facilities, the study of wetlands, seawater intrusion in coastal aquifers, water management in mining operations, civil works, storage of waste and/or its recovery, water decontamination methodologies, the study of the unsaturated zone, the study of the hydro-thermo-mechanical and chemical processes associated with the injection and extraction of fluids at great depth (storage of CO2, storage of nuclear waste, geothermal energy, shale gas, induced seismicity).
- Artificial recharge
- Emerging contaminants in groundwater
- Environmental Geochemistry
- Geochemical modeling
- Geologic carbon storage
- Geomechanics
- Geothermics
- Groundwater modeling and inverse problem
- Hydrogeochemistry
- Hydrogeology in mining areas and civil works
- Induced seismicity
- Low temperature geochemistry
- Multiphase flow in porous media
- Heterogeneity
- Flow and reactive transport in porous media
- Mixing and dispersion in porous media
- Reactive mixing in porous media
- Stochastic modeling and upscaling of porous media processes
- Tools and software development
- Urban hydrogeology
TRANSPORTE REACTIVO EN MATERIALES POROSOS NATURALES
ATR2024-154752
Los fluidos que atraviesan materiales como la arenisca pueden disolver o precipitar sólidos en su recorrido. La alteración y los daños causados por este tipo de flujo reactivo están detrás de varios retos urgentes y aparentemente dispares, como el almacenamiento subterráneo de carbono y la erosión de los materiales de construcción, en particular los bienes patrimoniales. Sin embargo, la dificultad principal es la misma en todos los casos: la ampliación de las predicciones del laboratorio a la escala de aplicación.
Nuestra hipótesis es que: (i) el acoplamiento entre el flujo, el transporte de solutos y las reacciones, la alteración de la microestructura y la influencia ejercida por la heterogeneidad a escala de poros controla la evolución de la velocidad de reacción y la permeabilidad a escalas mucho mayores; y (ii) los mecanismos físicos subyacentes a los flujos reactivos en materiales porosos naturales son coherentes en todas las ciencias de la Tierra y del patrimonio, lo que motiva nuestro enfoque interdisciplinar.
Se utilizará un enfoque con fundamentos físicos para aumentar la escala del transporte reactivo no saturado en medios porosos con el fin de responder a cuestiones clave aún abiertas en las ciencias de la Tierra y del patrimonio. Para ello, desarrollaremos una plataforma de modelado basada en un enfoque de red de poros eficiente desde el punto de vista computacional, capaz de realizar este escalado y entrenada y validada mediante maquetas de laboratorio.
Ayuda ATR2024-154752 financiada por MICIU/AEI /10.13039/501100011033
Start Date: 01/09/2025 – End Date: 31/08/2029
Alteración biogeoquímica de rocas almacén y sello en el almacenamiento subterráneo de hidrógeno
PID2024-158333OB-I00
Proyecto PID2024-158333OB-I00 financiado por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por FEDER, UE
Start Date: 01/09/2025 – End Date: 31/08/2028
Impactos antropogénicos en sistemas hidrogeológicos salinos
PID2024-160795OA-I00
El proyecto PACTOSAL tiene como objetivo evaluar y cuantificar los impactos antropogénicos en sistemas hidrogeológicos salinos, incluyendo lagunas costeras, lagos salinos y salares. Estos ecosistemas, de gran valor ecológico y económico, enfrentan crecientes presiones debido a la contaminación, la explotación de recursos y el cambio climático. La investigación se centra en analizar la contaminación por aguas residuales, escorrentía agrícola y actividades turísticas, así como en evaluar los efectos de la extracción de litio en acuíferos salinos. A través de un enfoque multidisciplinario, que combina técnicas avanzadas de campo, análisis hidroquímicos, limnológicos y modelación numérica, se pretende comprender las interacciones entre aguas superficiales y subterráneas, identificar las principales fuentes de contaminación, prestando especial atención a los contaminantes de preocupación emergente (CECs), microplásticos y microbiología, y diseñar estrategias innovadoras para mitigar estos impactos.
El estudio se desarrollará en tres sitios representativos: la Charca de Maspalomas (Gran Canaria, España), una laguna costera de gran valor ecológico y turístico amenazada por la contaminación derivada de actividades humanas y la presión del turismo; la Laguna de Gallocanta (Zaragoza, España), el mayor lago salino endorreico de la Península Ibérica, cuyo equilibrio ecológico se ve comprometido por el vertido de aguas residuales y la escorrentía agrícola; y el Salar de Atacama (Chile), la principal reserva de litio del mundo, donde la extracción intensiva de salmuera y la reinyección de relaves de salmuera están alterando el equilibrio hidrogeológico, afectando acuíferos y ecosistemas frágiles como lagunas y humedales protegidos por la Convención Ramsar.
Para abordar estos desafíos, PACTOSAL evaluará soluciones basadas en la naturaleza (NBSs), como sistemas de drenaje urbano sostenible (SUDS) o filtros verdes para reducir la contaminación en lagunas costeras y lagos salinos y propondrá estrategias optimizadas de bombeo y reinyección de salmueras en salares para minimizar los impactos de la minería del litio. Además, el proyecto aplicará modelación hidrogeológica e hidroquímica de última generación para evaluar la evolución de la contaminación y predecir posibles escenarios futuros bajo diferentes condiciones climáticas y de uso del suelo.
Los resultados de PACTOSAL contribuirán significativamente a la gestión sostenible de estos ecosistemas, ofreciendo información crucial para la toma de decisiones en la protección de recursos hídricos y el desarrollo de políticas ambientales. La investigación no solo fortalecerá el conocimiento científico sobre la dinámica hidrogeológica de estos sistemas, sino que también proporcionará herramientas prácticas para mejorar la calidad del agua, preservar la biodiversidad y optimizar la explotación de recursos naturales mediante prácticas más sostenibles. A través de la colaboración con organismos gubernamentales, instituciones académicas y empresas del sector, el proyecto facilitará la transferencia de conocimientos y la aplicación de soluciones innovadoras en la gestión de ecosistemas salinos vulnerables a nivel global.
Proyecto PID2024-160795OA-I00 financiado por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por FEDER, UE
Start Date: 01/09/2025 – End Date: 31/08/2028
Extraccion sostenible de Li mediante la applicación de modelos 3D de Transporte Reactivo
PID2023-153280OA-I00
La emergencia climática impacta sobre asentamientos, infraestructuras y ecosistemas mediante la inundación de zonas costeras y el aumento de la frecuencia de eventos extremos, afectando áreas cada vez más extensas. En paralelo, la transición hacia energías renovables y la electrificación del transporte para reducir emisiones de gases de efecto invernadero incrementa la necesidad de almacenamiento de electricidad, principalmente en baterías de litio. La extracción de litio se realiza habitualmente a partir del bombeo de salmueras y su posterior evaporación en salares, lo que plantea problemas ambientales y de consumo de agua en regiones áridas, impulsando el desarrollo de métodos alternativos con reinyección de salmueras en el acuífero.
En este contexto, el proyecto EXTR3MA busca desarrollar un marco hidrogeoquímico avanzado para mejorar la producción de materias primas críticas como el litio, reduciendo costes e impacto ambiental. Para ello, se abordarán tres líneas principales: la caracterización hidrogeológica de salares para identificar zonas óptimas de inyección y monitorizar su evolución mediante modelos 3D; el análisis hidromecánico de la deformación del terreno durante la inyección para estimar la capacidad de almacenamiento y detectar discontinuidades; y la definición del marco geoquímico de mezcla de salmueras e interacciones roca-fluido mediante modelización y estudios de laboratorio y campo. Estos avances permitirán mejorar los modelos de transporte reactivo y aprovechar datos de inyección a escala real, reforzando la investigación del grupo del IDAEA-CSIC y su transferencia tecnológica a nivel internacional.
Proyecto PID2023-153280OA-I00 financiado por por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por FEDER, UE
Start Date: 01/09/2024 – End Date: 31/12/2027
Mixing and Dispersion in Two-phase porous media Flow
101202639
Understanding how substances mix underground is crucial for safely storing hydrogen and CO2, cleaning polluted soils, and recovering oil. Yet, in two-phase flows (like oil and water moving through porous rock), the physics of mixing and dispersion remain poorly understood. Supported by the Marie Skłodowska-Curie Actions programme, the MDFT project combines advanced simulations, fluid dynamics, and geological modelling to investigate how different fluids interact, mix, and spread in complex underground environments. The project will shed new light on reactive and non-reactive systems alike, paving the way for smarter, safer subsurface engineering. Driven by an interdisciplinary team, MDFT also strengthens research careers and international collaboration.
This project has received funding from the European Union’s Horizon Europe research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 101202639
Start Date: 01/05/2025 – End Date: 30/04/2027
Effective Monitoring and Modelling solutions for data-driven hOlistic management of URBAN water quality
101180710
URBANM2O addresses the challenge of improving urban water quality in line with the EU’s Zero Pollution ambitions, in a context of increasing environmental pressures. Cities are facing growing threats from chemical contaminants and microplastics, multiple pollution sources, climate change, and ageing infrastructure, while current monitoring systems are often too costly, slow, and fragmented to provide the level of detail needed for effective management.
In response, URBANM2O aims to equip urban water managers with the comprehensive, integrated data required to develop and implement data-driven water quality strategies, tackling both current and future risks and supporting the transition towards climate-resilient cities with safe and healthy water bodies.
Start Date: 01/06/2025 – End Date: 31/05/2029
https://urbanm2o.eu/
Estudio de la recarga de los acuíferos de La Llagosta y el Baix Besós
CONTRATO
Start Date: 29/01/2026 – End Date: 28/01/2027
Convenio entre la Agencia Estatal CSIC (IDAEA) y la Universitat de Barcelona para la realización conjunta del proyecto: Developing tools and strategies to ensure the availability of water resources in urban areas under climate change (WATERCLIMATE)
CONVENIO
CONVENIO ENTRE LA AE CSIC, M.P. (IDAEA) Y LA UNIVERSITAT DE BARCELONA -UB- PARA LA REALIZACION CONJUNTA DEL PROY.: DEVELOPING TOOLS AND STRATEGIES TO ENSURE THE AVAILABILITY OF WATER RESOURCES IN URBAN AREAS UNDER CLIMATE CHANGE -WATERCLIMATE- AGAUR CLIMA-00101
Start Date: 31/07/2024 – End Date: 31/10/2026
La evaluación y gestión de los riesgos naturales y su impacto ambiental
Itinerario Cicerón
Los riesgos naturales (como terremotos, inundaciones, deslizamientos, incendios forestales y sequías) forman parte de los procesos naturales de la Tierra. Sin embargo, su impacto se ha intensificado debido al
cambio climático, el crecimiento poblacional, la urbanización no planificada y la deforestación. Estos eventos pueden generar consecuencias devastadoras tanto ambientales como sociales, afectando ecosistemas,
infraestructuras y la salud y bienestar de las comunidades.
El desafío principal consiste en evaluar y gestionar estos riesgos para reducir sus efectos. La gestión debe abarcar todas las fases: prevención, preparación, respuesta y recuperación, incorporando dimensiones
ambientales, económicas y sociales.
La evaluación de los riesgos naturales requiere identificar los fenómenos que afectan una región determinada, analizar la vulnerabilidad y exposición de las poblaciones y territorios, y valorar su capacidad de
adaptación. Este proceso se apoya en modelos científicos avanzados que integran información geoespacial, meteorológica, hidrológica y climática, permitiendo comprender la probabilidad de ocurrencia y la magnitud
del impacto potencial.
El objetivo de esta propuesta es evidenciar que el CSIC, principal organismo público de investigación en España, dispone de las capacidades científicas, tecnológicas y humanas necesarias para contribuir de forma
decisiva a la evaluación y gestión de los riesgos naturales y a la mejora de la calidad ambiental. A través de la integración de distintos departamentos y centros especializados, el CSIC puede ofrecer soluciones
innovadoras y basadas en la ciencia para afrontar los desafíos asociados a los desastres naturales.
Financiación: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Start Date: 01/01/2026 – End Date: 31/12/2026
Medidas Sostenibles para la Conservación y el Desarrollo de los Recursos Hidrogeológicos
PID2023-153345NB-I00
Entre los recursos de agua dulce disponibles, las aguas subterráneas desempeñan un papel clave en el suministro de agua para múltiples usos y son un recurso estratégico frente a episodios de sequía y escasez. Sin embargo, según la Agencia Europea de Medio Ambiente, alrededor del 26 % de los cuerpos de agua subterránea de la UE están contaminados. La experiencia en acuíferos cercanos a zonas industriales muestra su vulnerabilidad, ya que la contaminación puede persistir durante años, generando impactos ambientales y elevados costes de remediación. Esto pone de manifiesto la necesidad de medidas preventivas eficaces y económicas para proteger estos recursos.
El proyecto SHIELD tiene como objetivo generar evidencia científica sobre la presencia, identificación y destino de contaminantes en aguas subterráneas, así como desarrollar medidas preventivas no tecnológicas (regulación, gobernanza, participación social) para reducir la contaminación en origen. Para ello, se desarrollarán métodos de muestreo pasivo, herramientas de identificación de fuentes, modelos hidrogeológicos y marcos participativos con agentes implicados, que se validarán en los acuíferos del Besòs (España) y Azul (Argentina), con el fin de apoyar recomendaciones de gestión y políticas de protección del agua subterránea en un contexto de cambio climático.
Proyecto PID2023-153345NB-I00 financiado por por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por FEDER, UE
Start Date: 01/09/2024 – End Date: 31/12/2027
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PhD Students
Postdoc Researchers
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