Contaminació viral en aqüífers destinats a l'abastament d'aigua potable

Abstract

Aquest treball analitza la presència i el transport de virus en aqüífers destinats a l’abastament d’aigua potable, una problemàtica rellevant en la gestió dels recursos hídrics i en la protecció de la salut pública. A partir d’una revisió exhaustiva de la literatura científica, s’identifiquen els principals mecanismes que controlen la mobilitat i la persistència dels virus en medis porosos: l’advecció, la dispersió hidrodinàmica, l’adsorció reversible, l’intercanvi entre fases mòbil i immòbil i el decaïment víric. Aquests processos s’han incorporat en un model numèric unidimensional tipus mobile–immobile, implementat mitjançant el mètode de Crank–Nicolson i aplicat a diferents escenaris representatius d’un aqüífer granular. Les simulacions comparen l’escenari base amb modificacions en la distància font–pou, la velocitat del flux subterrani, la presència de barreres reactives i la taxa de decaïment víric. Els resultats mostren que la distància i la velocitat del flux són els factors més determinants en la reducció del risc de contaminació vírica, amb disminucions de diversos ordres de magnitud en la concentració al pou. Les barreres reactives aporten una reducció addicional significativa, i la taxa de decaïment es confirma com un paràmetre clau fortament influenciat per la temperatura. Així, el treball proporciona una eina conceptual i numèrica útil per entendre el transport víric en aqüífers i per donar suport a la presa de decisions en la protecció sanitària de l’aigua subterrània.

This Final Degree Project analyses the presence and transport of viruses in aquifers used for drinking water supply, a key concern in groundwater quality management and public health protection. Based on an extensive review of the scientific literature, the main mechanisms governing viral mobility and persistence in porous media are identified: advection, hydrodynamic dispersion, reversible adsorption, mobile–immobile mass exchange and first-order viral decay. These processes are integrated into a one-dimensional mobile–immobile transport model, implemented using a Crank–Nicolson numerical scheme and applied to several representative scenarios of a granular aquifer. Simulations compare the baseline case with variations in source–well distance, groundwater flow velocity, the presence of reactive barriers, and viral decay rates. Results show that distance and flow velocity are the most influential factors in reducing viral contamination risk, producing decreases of several orders of magnitude in well concentration. Reactive barriers provide additional attenuation, while decay rate emerges as a key parameter strongly influenced by temperature. Overall, the study provides a conceptual and numerical tool for understanding viral transport in aquifers and supporting decision-making in groundwater protection and safe drinking water management.