Modelación de parámetros físicos de la ecuación de advección-dispersión utilizando un tanque de experimentación de escala intermedia

Abstract

El proceso de dispersión de solutos en el seno de un medio poroso heterogéneo ha sido el objetivo de numerosas investigaciones en las últimas décadas debido tanto a las limitaciones de las ecuaciones matemáticas que lo describen como a la necesidad de describir y predecir el movimiento de contaminantes en acuíferos reales, con la complejidad derivada de los patrones espaciales de heterogeneidad reales y otras incertidumbres en el conocimiento del medio.

Las técnicas de modelación actuales se centran generalmente en un único parámetro para explicar la desviación del comportamiento de un penacho de soluto frente a los resultados predichos por la ADE: la variabilidad de la conductividad hidráulica. En ningún caso se hace referencia o se tiene en cuenta la variabilidad espacial de la dispersividad. La dificultad para medir o estimar este parámetro y su enorme dependencia de la escala de la discretización numérica han limitado esta vía de investigación.

Esta tesis presenta el primer intento de modelar la variabilidad local de la dispersividad basándose en un experimento de flujo y transporte de solutos en un tanque de experimentación de escala intermedia (Intermediate Scale Experiment, ISE). En esta investigación, se ha construido un medio poroso artificial inserto en un tanque de experimentación cuasi-2D, cuyos patrones de heterogeneidad estaban basados en datos de conductividad hidráulica procedente de una formación natural altamente heterogénea de características no gaussianas Controlando el potencial hidráulico a la entrada y la salida del tanque, se crearon condiciones de flujo estacionario en las que se llevaron a cabo varios ensayos de transporte de trazadores conservativos. Este tanque, construido en metacrilato, fue monitorizado con una red de transductores de presión de alta precisión y se tomaron fotografías digitales de la evolución del penacho de trazador coloreado.