modelos calidad de agua subterranea

MAESTRIA EN INGENIERIA AMBIENTAL

Y DESARROLLO SUSTENTABLE

Módulo 2:Módulo 2:Sistema de Transporte de ContaminantesSistema de Transporte de Contaminantes

TRANSPORTE DE CONTAMINANTES TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN MEDIOS ACUATICOSEN MEDIOS ACUATICOS

MODELIZACIONMODELIZACION

DE TRANSPORTE DE DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTESCONTAMINANTES

EN MEDIOS ACUATICOSEN MEDIOS ACUATICOS

MODELIZACIONMODELIZACION

DE TRANSPORTE DE DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTESCONTAMINANTES

EN MEDIOS ACUATICOSEN MEDIOS ACUATICOS

QUE EFECTOS CAUSAN LAS DESCARGAS

CONTAMINANTES?

CAMINOS DE TRANSPORTE

CONTENIDOS DEL MODULO

MODELIZACION MATEMATICA DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTES

EN MEDIOS ACUATICOS QUE CAUSA LA CONTAMINACION

? COMO SE TRANSPORTA?

COMO SON LOS FENOMENOS

DE TRANSPORTE EN RIOS Y AGUAS

SUBTERRANEAS?

CONTAMINACION DE LOS RECURSOS HIDRICOS

• Causas

• Agentes Contaminantes

• Características de las aguas residuales:

Físicas, Químicas, Microbiológicas Urbano e Industrial

RIOS

AGUA SUBTERRANEA

Hidráulica de aguas

superficiales


subterráneas

CICLO HIDROLOGICO

IMPACTOS EN CURSOS SUPERFICIALES Y AGUAS

SUBTERRANEAS

MECANISMOS DE TRANSPORTE

ESTRUCTURA DE LOS MODELOS

ECUACIONES HIDRODINAMICAS

ECUAC. DE TRANSPORTE Y TRANSF.

Mecanismos: Transporte y Transformación

• Advección o Convección

• Difusión (Molecular y Turbulenta)

• Adsorción en partículas (Abióticas y Bióticas)

• Sedimentación y Resuspensión

• Transformación (Biodegradación, Volatilización, Fotólisis, Hidrólisis)

RIOS - LAGOS Y RESERVORIOSESTUARIOS - AGUAS SUBTERRANEAS

MODELOS DE CALIDAD

DE AGUA EN MEDIOS ACUATICOS

Movimiento del contaminante debido al movimiento principal del fluido que lo transporta

Molecular: Movimiento por desequilibrio de sus concentraciones existentes dentro de la fase

(Ley de Fick)Turbulenta: Movimiento en un fluido con movimiento turbulento

Abióticas: Depende de una variedad de mecanismos químicos (fs. Enlace H), físicos (fs. Van der Waals) y electrostáticos (fs columbiana)

Coeficiente de Partición (Kp= Π)Bióticas:

Factor de Bioconcentración (BCF = FBC)

DESTINO Y TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN SISTEMAS ACUATICOS

El DESTINO, TRANSPORTE y TRANSFORMACION de los contaminantes está determinado por:

TRANSPORTE ADVECTIVO TRANSPORTE DIFUSIVODifusión molecularDifusión turbulenta

REACCIONES INTERNASPérdidas

Ganancias

FUENTES EXTERNAS

Puntuales o noSumideros

El tipo y clase de fuentes externas

El transporte de las sustancias a través de los varios elementos

del ciclo hidrológico

La transformación química, biológica o bioquímica de estas sustancias

de una a otra forma

RESOLUCION DE LAS ECUACIONES

ECUACIONES

HIDRODINAMICAS

ECUACIONES

DE TRANSPORTE

SOLUCIONES ANALITICAS SOLUCIONES NUMERICASMétodos Numéricos: Discretizan el espacio y el tiempo (que son contínuos) en segmentos pequeños

• Diferencias Finitas

• Elementos Finitos

MODELIZACION DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN MEDIOS ACUATICOSRIOS

Flujo Permanente ( /t=0) y Uniforme (U/x=0)

Flujo Permanente y No Uniforme (curvas de remanso)UNIDIMENSIONALFlujo Impermanente (ondas de marea)

HIDRODINAMICA

BIDIMENSIONALUNIDIMENSIONAL

SIMPLESustancia Conservativa y Sin Intercambio con el medio

DL

UNIDIMENSIONALGENERAL

Sustancia No Conservativa y Con Intercambio con el medioK – Aporte Lateral

BIDIMENSIONALSIMPLE

Sustancia Conservativa y Sin Intercambio con el medioDL - DT

TRANSPORTE YTRANSFORMACION

BIDIMENSIONALGENERALIZADO

Sustancia No Conservativa y Con Intercambio con el medioK – Caso descarga lejos ribera – Caso caudal acumulado

UNIDIMENSIONALSIMPLE OD-DBO

Streeter – Phelps (condiciones estacionarias y sin dispersión)BALANCE DE

OXIGENO UNIDIMENSIONALGENERAL OD-DBO

Respiración y Fotosíntesis Fitoplancton - Nitrificación

SUST.TOXICAS COMPLET. MEZCLADO Sorción y Desorción – Kp y FBC

SOFTWARE QUAL2E (unidimensional) – WASP5 (1, 2 ó 3 dimensiones)

DESTINO Y TRANSPORTE

DE CONTAMINANTES

EN AGUAS SUBTERRANEAS

El flujo de agua subterránea y el transporte de contaminantes no son fáciles de observar ni medir.

Ambos procesos son generalmente lentos, y posiblemente ésta sea una de las causas de la amplia preocupación

acerca del riesgo de contaminación del agua subterránea.

El tema es de importancia por la escala y persistencia de muchos episodios de contaminación de agua subterránea

y por los costos y dificultades técnicas de rehabilitación.

REHABILITACIONCostos y Dificultades Técnicas

FLUJO Y TRANSPORTEDificultades en medición y observación

DISTRIBUCION DEL AGUA EN EL SUELO Y SUBSUELO

Acuífero Confinado Acuífero Confinado

LA FUERZA IMPULSORA DEL FLUJO DE AGUA EN EL SUBSUELO ES EL POTENCIAL O CARGA HIDRAULICA

Y CAUSA EL MOVIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA

Acuífero Semiconfinado

Acuífero Semiconfinado ZONA DE

RECARGA

Acuífero Libre o Freático

Acuífero Libre o Freático

Si las propiedades del suelo no varían según su posición en el estrato,

el mismo se dice que es homogéneo

Si las características del suelo no varían con la orientación,

el mismo se dice isótropo

DISTRIBUCION DEL AGUA EN EL SUELO Y SUBSUELO

ZONA SATURADAPoros saturados de agua

ZONA NO SATURADAO DE AIREACIONPoros parcialmente ocupados de agua

Suponiendo:• Homogéneo (granulometría uniforme)• Isótropo (permeabilidad uniforme)• Base con sustrato horizontal impermeable• Gotas distribuidas uniformemente

MODELIZACION DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN MEDIOS ACUATICOSAGUAS SUBTERRANEAS

Ley de Darcy

Ecuación General de MovimientoZONA SATURADAModelo Bidimensional (acuíferos confinados y libres)

HIDRODINAMICA

ZONA NO SATURADA Ecuación General de Movimiento

Procesos:Físicos: Advección

DispersiónDifusión

Químicos y Bioquímicos: Retardo (Adsorción)AtenuaciónIncent. De la Mov.

Modelo Unidimensional:No Conservativa DLNo Conservativa con atenuación KNo Conservativa con retardo RNo Conservativa con atenuac, y retardo (simet. Rev.)

ZONA SATURADA

Modelo Bidimensional:No Conservativa DL- DT


ZONA NO SATURADASUST. TOXICAS PLAGUICIDAS Modelos: Tamizado – Evaluativos (Analíticos.) - Numéricos

SOFTWARE LEWASTE


DE CONTAMINANTES

EN AGUAS SUBTERRANEASHIDRODINAMICA DE LA ZONA SATURADA

POROSIDAD ( n ): medida del espacio intersticial de un suelo

n = Vv / Vt = Vv / (Vv+Vs)

gravas 30% arenas 35% limos 40% arcillas 45%

PERMEABILIDAD ( K ): la facilidad o dificultad con que el fluido puede atravesar el medio poroso de un suelo

COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO ( S ): indicador de la cantidad de agua que puede ser extraída de un prisma vertical de sección unitaria

y altura igual al espesor del acuífero para una disminución unitaria del nivel piezométrico

libres 3x10-1 a 5x10-1 semiconfinado 5x10-2 a 10-3 confinado 10-4 a 10-6

TRANSMISIVIDAD ( T ):T = K x B

HIDRODINAMICA DE LA ZONA SATURADA LEY DE DARCY

Q = k i AQ = Caudal

k = conductividad hidraúlica

i = gradiente hidraúlico = (h1-h2) / l

TIPO DE SUELO K (cm2/seg)

Gravas 105 a 1Arenas Gruesas 1 a 10-3

Arenas Fina 10-2 a 10-6

Arcillas 10-5 a 10-9

HIDRODINAMICA DE LA ZONA SATURADA LEY DE DARCY

V = Q/A = k i

Velocidad de Darcy ó Descarga específicaVelocidad aparente ó Caudal específico

Vs = (V x A) / Av

Velocidad media de filtración lineal

Vs = V / n

HIDRODINAMICA DE LA ZONA SATURADA ECUACION GENERAL DEL MOVIMIENTO

= permeabilidad So = almacenamiento específico

f (compresibilidad del suelo y la del fluído)

= altura piezométrica

= carga de altura (z) + carga de presión (p / g)

HIDRODINAMICA DE LA ZONA SATURADA MODELO BIDIMENSIONAL PARA ACUIFEROS

ACUIFERO CONFINADO

ACUIFERO FREATICO

Resistencia del acuitardoCk = B/k RECARGA BOMBEO

PRECIPITACIONCOTA SUP. LIBRE ACUIFERO COTA FONDO ACUIFERO


DE CONTAMINANTES

EN AGUAS SUBTERRANEASHIDRODINAMICA DE LA ZONA NO SATURADA

HIDRODINAMICA DE LA ZONA NO SATURADA ECUACION GENERAL DEL MOVIMIENTO

Flujo en dirección vertical = contenido de agua o humedad = Va / Vt


Ley de Darcy


HIDRODINAMICA






ZONA SATURADA




SOFTWARE LEWASTE


DE CONTAMINANTES

EN AGUAS SUBTERRANEASPROCESOS DE TRANSPORTE Y TRANSFORMACION

EN LA ZONA SATURADA

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA PROCESOS

PROCESOSFISICOS

ADVECCION

DISPERSION

DIFUSION

RETARDO

ATENUACION

INCENTIVACION DE LA MOVILIDAD

PROCESOSQUIMICOS Y BIOQUIMICOS

Transporte Mecánico


LA COMPLEJIDAD DE LA GEOMETRIA DE UN MEDIO POROSO NATURAL

Y SU ALEATORIEDAD, INTERACCIONAN EN FORMA IMPORTANTE

CON LOS PROCESOS DE TRANSPORTE, COMPLICANDOLOS MAS AUN

QUE SI SE TRATARA DE UN MEDIO FLUIDO CONTINUO

Dispersión Hidrodinamica

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA Procesos Físicos: ADVECCION - DISPERSION - DIFUSION

ADVECCION(traslado del contaminante)

DISPERSION(dilución del contaminante)

EN MATERIALES POROSOS CON POROS INTERCONECTADOS DE DIFERENTES TAMAÑOS Y ORIENTACION,

LOS SOLUTOS TIENEN UNA TENDENCIA A DESVIARSE

COMO LA VELOCIDAD VARIA, UN FLUIDO PUEDE DISPERSARSE GRADUALMENTE

OCUPANDO UNA PORCION CRECIENTE DEL CAMPO DE FLUJO EN EL QUE HA SIDO INTRODUCIDO

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA Procesos Físicos: DISPERSION

DISPERSIONLONGITUDINAL

DISPERSIONLONGITUDINAL

i Vi


ADVECCION Y DISPERSION DIFUSION

EXPERIMENTOS TIPO DARCY


FORMACIONES CON CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA

MEDIANA Y ALTA (Arenosas)

ADVECCION Y DISPERSION

FORMACIONES CON CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA

BAJA (Arcillosas)DIFUSION

Proceso de Transporte Dominante

La importancia relativa de los tres tipos de transporte de contaminantes:difusivo - dispersivo - convectivo

varía con las características del medio poroso y del fluido solvente, así como con la velocidad del flujo.

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA Procesos Químicos y Bioquímicos:

RETARDO - ATENUACION - INCENTIVACION DE LA MOVILIDAD

RETARDO: Consecuencia de los procesos que impiden el traslado de las sustancias contaminantes por inmovilización. Las sustancias no son transformadas, son procesos reversibles

Sorción - Precipitación - Filtración - Intercambio de iones

ATENUACION: Se diferencia del retardo en que reduce la masa contaminante

Reducción y Oxidación: Química ó Biológica - Hidrólisis - Volatilización

INCENTIVACION DE LA MOVILIDAD: Consecuencia de los procesos que impiden el traslado de las sustancias contaminantes por inmovilización. Las sustancias no son transformadas, son procesos reversibles

Cosolvatación - Ionización - Disolución - Complejización


TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA Procesos Químicos y Bioquímicos: RETARDO

SORCION

LA SORCION CONSISTE EN LA DIVISION DE LA SUSTANCIA SORBIDA EN FASES

En el caso del destino de las sustancias contaminantes en el subsuelo, la sorción supone principalmente una acumulación de sustancias químicas

en las superficies del suelo

La división de sustancias disueltas en fases está condicionada por la afinidad relativa de las mismas respecto al solvente y al sorbente.

El proceso de sorción es reversible pudiendo ocurrir desorción.Desorción en períodos muy prolongados Limitación de las tecnologías de bombeo


SORCION

MODELO DE SORCION LINEAL O ISOTERMA LINEAL (Tº Cte)

S = Kd C

El coeficiente de partición representa la proporción existente entre la concentración de masa

de una sustancia contaminante sorbida por el suelo y su concentración en las aguas subterráneas circundantes

masa sorbida por unidad de masa del sorbente

Concentración en aguas subterraneas en estado de equilibrio

coeficiente de partición, distribución o división


SORCION

MODELOS DE ADSORCION NO LINEAL

S = Kd Cm (Isoterma de Freundlich) S = (k3 C)/(1+k4C) (Isoterma de Langmuir)

Estado de equilibrio no lineal:• Velocidad de las aguas subterráneas mucho mayor que la lenta velocidad de sorción.• Cinéticas del proceso de sorción de segundo orden.

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA MODELO UNIDIMENSIONAL

Contaminante disuelto, conservativo

en condiciones de flujo saturado

Vs = velocidad media de las aguas subterráneas = V / n

Coeficiente de Dispersión

Hidrodinámica Longitudinal

PROCESOFISICO

PROCESOFISICO

ECUACION GENERAL DE TRANSPORTEMECANISMOS DE TRANSPORTE


COEFICIENTE DE DISPERSION HIDRODINAMICA LONGITUDINAL

COMBINA LOS PROCESOS DE DISPERSION MECANICA Y DIFUSION MOLECULAR

DL = L Vs + D*Dispersividad longitudinal

F(distancia media de viaje)

DISPERSIONMECANICA

DIFUSIONMOLECULAR

D*=D0 (a ebn)

Do= Coef. difus. de la sust. cont. en el aguaa = 0,005 a 0,001 b = 10n = porosidad

Coeficiente de difusión molecular

en un medio poroso

10-6 cm2/s

COEFICIENTES DE DIFUSION EN AGUAS


Contaminante disuelto, en condiciones de flujo saturado CON PROCESO DE ATENUACION (no conservativo)

PROCESOFISICO

PROCESOFISICO

PROCESOQUIMICO Y

BIOQUIMICO

PROCESOS


Contaminante disuelto, en condiciones de flujo saturado CON PROCESO DE RETARDO (no conservativo) - Isoterma Lineal

PROCESOQUIM. Y BIOQ.

PROCESOFISICO

PROCESOFISICO


Contaminante disuelto, en condiciones de flujo saturado CON PROCESO DE RETARDO (no conservativo)

SOLUCION PARA EL CASO CONSERVATIVO


Contaminante disuelto, en condiciones de flujo saturado CON PROCESO DE RETARDO Y ATENUACION (no conservativo)

SOLUCION PARA EL CASO DE SIMETRIA DE REVOLUCION


Contaminante disuelto, en condiciones de flujo saturado CON PROCESO DE RETARDO Y ATENUACION (no conservativo)

SOLUCION PARA EL CASO DE SIMETRIA DE REVOLUCION

r0 = radio del pozoA = Q / 2 b nQ = caudal de inyecciónb = espesor del acuíferoC0 = Concentración inicial del contaminante

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA MODELO BIDIMENSIONAL PARA ACUIFEROS

Coeficiente de Dispersión Hidrodinámica Transversal

DT = T Vs + D*

DISPERSIONMECANICA

DIFUSIONMOLECULAR


DE CONTAMINANTES

EN AGUAS SUBTERRANEASPROCESOS DE TRANSPORTE Y TRANSFORMACION

EN LA ZONA NO SATURADA

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION ZONA NO SATURADA ECUACION GENERAL

ECUACION EN ZONA SATURADA

Porosidad Porosidad

Humedad Humedad

ECUACION EN ZONA NO SATURADA

Se considera movimiento vertical


Ley de Darcy


HIDRODINAMICA






ZONA SATURADA




SOFTWARE LEWASTE

TRANSPORTE Y DESTINO DE TOXICOS EN SUELO Y AGUAS SUBTERRANEAS

Plaguicidas

CLASIFICACION DE LOS MODELOS OBJETIVO PRODUCTO

VULNERABILIDAD

DRASTIC – DIOS (CEPIS)

Determinación de acuíferosvulnerables

Mapa de vulnerabilidad deacuíferosTAMIZADO

(Screening) INDICES DE PERCOLADO

LP/LI – AF - GUS

Ranking de plaguicidaspotencialmente riesgosos

Selección de plaguicidaspotencialmente riesgosos

MULTIMEDIO FUGACIDAD

SOIL - SOILFUG

ACUIFEROS HOEKS

EVALUATIVOS(Analíticos)

PESTAN (EPA)

GESTION

PRZM - PATRIOTNUMERICOINVESTIGACION

LEACHM

Estimación del transporte ydestino de plaguicidas

potencialmente riesgosos

Concentración de plaguicidasen capas no saturada y

saturada

TRANSPORTE Y DESTINO DE TOXICOS EN SUELO Y AGUAS SUBTERRANEAS

Plaguicidas

CLASIFICACION DE LOS MODELOS

VULNERABILIDAD

DRASTIC – DIOS (CEPIS)TAMIZADO(Screening)

INDICES DE PERCOLADO

LP/LI – AF - GUS

MULTIMEDIO FUGACIDAD

SOIL - SOILFUG

ACUIFEROS HOEKS

EVALUATIVOS(Analíticos)

PESTAN (EPA)

GESTION

PRZM - PATRIOTNUMERICOINVESTIGACION

LEACHM


Ley de Darcy


HIDRODINAMICA






ZONA SATURADA




SOFTWARE LEWASTE

SOFTWARE PARA AGUAS SUBTERRANEAS

NOMBRE DESARROLADO OPROVISTO POR

CARACTERISTICA PRINCIPAL

LEWASTE EPAU.S. Environmental Protection Agency

Calidad de Aguas Bidimensional

VISUALMODFLOW

Pennsylvania StateUniversity

Calidad de Aguas Tridimensional

PATRIOT EPA Potencial de Percolado de plaguicidas

PRZM EPASimulación Dinámica del Transp. y Destino deplaguicidas en el suelo, zona radicular y badosa

SOILFUG University of Milan Dinámico Multicompartimientos de plaguicidas

SOIL Canadian Envir. Modelling Dinámico Multicompartimientos de plaguicidas

HOEKS INA Simulación analítica en suelo y acuífero

CALTOX EPA Dinámico Multicompartimientos de Tóxicos - suelo

LEVEL III Canadian Envir. Modelling Multicompartimientos de Tóxicos Orgánicos

PESTAN EPA Transporte de Tóxicos Orgánicos en zona vadosa

PROCESOS DE TRANSPORTE Y TRANSFORMACION DE RIOS SOFTWARE

• Programa para simular el transporte de contaminantes en acuíferos (medio saturado y no saturado), diseñado para resolver ecuaciones que gobiernan el transporte de masa con condiciones iniciales y de contorno

• Los principales procesos simulados son: advección, dispersión/difusión, sorción, decaimiento, compresibilidad del medio, biodegradación a través de fase líquida y sólida

• Limitado Incluye tres modelos de sorción (Isoterma lineal, no lineal de Freundlich y Langmuir)

• Admite elementos cuadrilaterales y triangulares

• Flexibilidad y versatilidad para modelar una amplia variedad de problemas en medios heterogéneos y anisótropos con tantas formaciones geológicas como se desee

LEWASTE

APLICACION

LEWASTE

EJEMPLO

Estrato confinante

Radio al punto de interésb

ro = 0.1 m (radio del pozo)

r = 450 m (límite punto de interés)

k = 0/d (constante de reacción - sin atenuación)

= 50 m (dispersividad arena)

b = 30 m (espesor acuífero)

D = 8,7x10-5 m2/d (coeficiente difusión molecular)

n = 0.1 (porosidad)

Q = 550 m3/d (inyección efluente)

c0 = 50 g/l (concentración Cd inicial en el efluente)

Estrato confinante

Vista esquemática de un pozo de inyección de soluto en un acuífero confinado

1

2

4

3

11

5

6

7

8

9

10 20

391

392

393

395

394

396

397

398

399

400390

381

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

112 23 419 430

429 440 451

450

449

448

447

446

445

444

443

442

441

# nodos=451 # elementos=400x=11.25 m y= 3 m

Discretización en elementos finitos

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.000.00

30.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.000.00

30.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.000.00

30.00

T=10 días

T=280 días

T=600 días

Distribución de la concentración de Cadmio (µg/l) en medio homogéneo

T=10 días

T=280 días

T=600 días

Distribución de la concentración de Cadmio (µg/l) en medio homogéneo

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 450.000.00

30.00

T=600 días

QUE EFECTOS CAUSAN LAS DESCARGAS

CONTAMINANTES?

CAMINOS DE TRANSPORTE

CONTENIDOS DEL MODULO

MODELIZACION MATEMATICA DE TRANSPORTE DE CONTAMINANTES

EN MEDIOS ACUATICOS QUE CAUSA LA CONTAMINACION

? COMO SE TRANSPORTA?

COMO SON LOS FENOMENOS

DE TRANSPORTE EN RIOS Y AGUAS

SUBTERRANEAS?

CONTAMINACION DE LOS RECURSOS HIDRICOS

• Causas

• Agentes Contaminantes

• Características de las aguas residuales:

Físicas, Químicas, Microbiológicas Urbano e Industrial

RIOS

AGUA SUBTERRANEA


superficiales


subterráneas

CICLO HIDROLOGICO

IMPACTOS EN CURSOS SUPERFICIALES Y AGUAS

SUBTERRANEAS


EL PROBLEMA DE LA CONTAMINACION EN LOS RECURSOS HIDRICOS

Para que es importante entender el problema?

Para quién es importante entender el problema?

Como entender el problema?

•Conociendo los mecanismos físicos, químicos y biológicos que producen el transporte, dilución y transformación de los contaminantes.

•Conociendo modelos matemáticos analíticos básicos que permiten cuantificar órdenes de magnitud de la distribución espacio-temporal de la concentración del contaminante.

•Conociendo herramientas de simulación numérica (software) que permiten calcular con distintas precisiones la distribución espacio-temporal de la concentración del contaminante.


DE CONTAMINANTES

EN AGUAS SUBTERRANEASFINAL

ESTRUCTURA DE LOS MODELOS

ECUACIONES HIDRODINAMICAS

ECUAC. DE TRANSPORTE Y TRANSF.

Mecanismos: Transporte y Transformación

• Advección o Convección

• Difusión (Molecular y Turbulenta)

• Adsorción en partículas (Abióticas y Bióticas)

• Sedimentación y Resuspensión

• Transformación (Biodegradación, Volatilización, Fotólisis, Hidrólisis)

Movimiento del contaminante debido al movimiento principal del fluido que lo transporta

Molecular: Movimiento por desequilibrio de sus concentraciones existentes dentro de la fase

(Ley de Fick)Turbulenta: Movimiento en un fluido con movimiento turbulento

Abióticas: Depende de una variedad de fuerzas (columbicas, van der waals, químicas, etc).

Coeficiente de Partición (Kp= Π)Bióticas:

Factor de Bioconcentración (BCF = FBC)

Vuelve a Procesos Físicos, Químicos y Biológicos

Vuelve a Procesos Químicos y Biológicos Vuelve a Modelo Unidimensional Zona Saturada

DESTINO Y TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN SISTEMAS ACUATICOS

El TRANSPORTE y TRANSFORMACION de los contaminantes está determinado

por:

TRANSPORTE ADVECTIVO TRANSPORTE DIFUSIVODifusión molecularDifusión turbulenta

REACCIONES INTERNASPérdidas

Ganancias

FUENTES EXTERNAS

Puntuales o noSumideros

Vuelve a Modelo Unidimensional Zona Saturada

TRANSPORTE Y TRANSFORMACION EN LA ZONA SATURADA PROCESOS

PROCESOSFISICOS

ADVECCION

DISPERSION

DIFUSION

RETARDO

ATENUACION

INCENTIVACION DE LA MOVILIDAD

PROCESOSQUIMICOS Y BIOQUIMICOS

Transporte Mecánico

Vuelve a Modelo Unidimensional Zona Saturada con atrenuación

COEFICIENTES DE DIFUSION EN AGUA

Vuelve a coeficiente de dispersión hidrodinámica longitudinal

AMBIENTE ACUATICO D (cm2/s)Dispersión horizontal

en superficies de agua100 a 1.000.000

Difusión turbulenta en cañerías 0,1 a 100Difusión molecular:

sales y gases en agua10-4 a 10-5

Difusión molecular:solutos en sedimentos y suelos

10-6 a 10-8

modelos calidad de agua subterranea

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