Modelo de transporte de reactivo multicomponente bajo condiciones simultaneas de cinética y equilibrio en acuíferos
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Date
2009
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Esta investigación presenta una aplicación de la solución numérica del transporte reactivo multicomponente en un medio poroso saturado bidimensional (acuífero confinado), bajo condiciones de flujo estacionario. Se analiza un problema de dos reacciones, una instantánea y otra lenta, respecto al flujo de agua y los procesos físicos del movimiento de solutos. Se debe destacar que en el ambiente subsuperficial, predominan las condiciones de anisotropía y heterogeneidad, pero para efectos de modelación, el uso de parámetros efectivos a grandes escalas de trabajo son de reconocida aceptación. Como consecuencia, se puede realizar la modelación desde un punto de vista determinístico utilizando simplificaciones como que el acuífero tiene características físicas homogéneas, además de no tener en cuenta ninguna variación temporal y espacial de la temperatura. Tomando como base la metodología propuesta por Molins et al. [Water Resour. Res., 40(10), W10301, doi:10.1029/2003wr002970, 2004], y Donado et al., [Enviado a Water Resour. Res. 2008] se realiza el desacople del sistema de transporte reactivo, mediante la definición una componente conservativa y una componente cinética, que permiten separar las reacciones cinéticas de las de equilibrio, transformando el problema en la solución de dos ecuaciones diferenciales parciales; la primera es una ecuación diferencial parcial, parabólica, homogénea de segundo orden, escrita en términos de la componente conservativa que puede ser solucionada de forma independiente; la segunda es una ecuación diferencial parcial parabólica, no lineal, no homogénea escrita en términos de las concentraciones de la componente cinética. Debido a la alta no linealidad que presenta la segunda ecuación, que relaciona los fenómenos de advección, dispersión hidrodinámica y reacción cinética [Donado et al., enviado a Water Resour. Res. 2008], se planteó para su manejo un algoritmo predictor-corrector, el cual permite encontrar una solución numérica por el método de diferencias finitas.
Description
Keywords
Hidrogeología, Transporte reactivo de solutos, Cinética química, Tasas de reacción.