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
DISTINTIVO MENTO EN EL IDAEA- MENTORES ERC-COG-2025 – Tomás Aquino
MENTO25018
Start Date: 01/01/2025 – End Date: 31/12/2026
DISTINTIVO MENTO EN EL IDAEA- MENTORES ERC-COG-2025 – Marco Dentz
MENTO25017
MENTO2025
Start Date: 01/01/2025 – End Date: 31/12/2026
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
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
HERRAMIENTAS AVANZADAS DE MODELIZACION DE RECURSOS HIDRICOS Y SISTEMAS DE RECARGA DE AGUAS SUBTERRANEAS DE ALTA CAPACIDAD PARA LA ADAPTACION AL CAMBIO CLIMATICO
CNS2023-144051
Como consecuencia del cambio climático, se espera que en un futuro cercano disminuyan los recursos hídricos disponibles y aumenten los episodios de precipitación de gran intensidad, especialmente en la región mediterránea. En este contexto, AQUADAPT tiene como objetivo desarrollar metodologías numéricas avanzadas para predecir con precisión la respuesta de los recursos hídricos al cambio climático, lo cual es necesario para mejorar la planificación de la gestión del agua.
Además, el proyecto pretende investigar estrategias innovadoras para mejorar la adaptación al cambio climático aumentando la disponibilidad de recursos hídricos y mitigando posibles inundaciones derivadas de precipitaciones intensas. AQUADAPT se desarrollará tomando como referencia la cuenca mediterránea del Besòs (España), donde (i) se construirá un modelo acoplado hidrológico-hidrogeológico a gran escala, (ii) se estimará la evolución de los recursos hídricos bajo diferentes proyecciones climáticas y (iii) se evaluarán los beneficios potenciales de un hipotético sistema de recarga de alta capacidad (Flood-MAR), en términos de disponibilidad de agua y mitigación de inundaciones.
AQUADAPT supondrá un importante avance para la comunidad científica en los campos de (i) la gestión del agua en un contexto de cambio climático, (ii) la modelización de aguas subterráneas a gran escala y (iii) la adaptación al cambio climático. Además, tendrá un elevado impacto social, al contribuir a la adaptación al cambio climático y mejorar la disponibilidad de agua; económico, al reducir las inundaciones y proporcionar una fuente de agua relativamente barata; y ambiental, al mejorar la calidad del agua y mantener el caudal ecológico de los ríos.
Por último, cabe destacar que AQUADAPT proporcionará conocimiento científico para alcanzar los objetivos de la Unión Europea descritos en el “EU 2030 Climate and Energy Framework”, el “European Green Deal” y la “Strategic Research and Innovation Agenda”, y también contribuirá al cumplimiento de los objetivos establecidos por la “Directiva Marco del Agua”. Asimismo, el impacto de AQUADAPT estará alineado con cuatro de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU que promueven el desarrollo socioeconómico, la equidad social, la eficiencia económica y la sostenibilidad ambiental: ODS 2 (Hambre cero), ODS 6 (Agua limpia y saneamiento), ODS 13 (Acción por el clima) y ODS 15 (Vida de ecosistemas terrestres).
Ayuda CNS2023-144051 financiada por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por la Unión Europea NextGenerationEU/PRTR
Start Date: 01/04/2024 – End Date: 30/06/2026
EVALUACION DE LA ATENUACION NATURAL DE CONTAMINANTES DE PREOCUPACION EMERGENTE EN ACUIFEROS URBANOS MEDIANTE LA MODELIZACION E IDENTIFICACION DE PRODUCTOS DE TRANSFORMACION
PID2022-138556OB-C21
Los acuíferos urbanos representan una fuente alternativa de agua potable cada vez más relevante en un contexto de crecimiento urbano y cambio climático. Sin embargo, su calidad puede verse comprometida por la presencia de contaminantes orgánicos emergentes, como fármacos, productos de cuidado personal o compuestos químicos industriales. Una vez en el subsuelo, estos contaminantes experimentan complejos procesos de transformación y degradación que aún no se comprenden completamente.
El proyecto ATTENUATE estudiará cómo se comportan estos contaminantes y sus productos de transformación en acuíferos urbanos bajo distintas condiciones hidrogeoquímicas. Para ello, combinará trabajo de campo, química analítica y modelación numérica con el objetivo de desarrollar herramientas que permitan gestionar de forma más sostenible los recursos de agua subterránea en entornos urbanos y periurbanos.
Proyecto PID2022-138556OB-C21 financiado por por MICIU/AEI /10.13039/501100011033 y por FEDER, UE
Start Date: 01/09/2023 – End Date: 31/08/2026
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/
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