0650060_A1contaminacion Unam
Páginas: 122 (30457 palabras)
Publicado: 18 de octubre de 2015
UNIVERSIDAD NACIONAL AUT NOMA DE MÉxICO
PROGRAMA DE POSGRADO EN CIENCIAS DE LA TIERRA
INSTITUTO DE GEOFíSICA
Simulación del Despla~amiento
Vertical de Hidrocarburos en el
Subsuelo
TESIS
PARA OBTENER EL GRADO DE
DOCTORA EN CIENCIAS
(MODELACIÓN DE SISTEMAS TERRESTRES)
Presenta:
M. en C. María del Carmen Hernández Rendón
Director de Tesis
Dr. Ismael Herrera Revilla
Ciudad Universitaria, México,D.F.
2009
Agradecimientos
Aprovecho esta oportunidad para expresar mi aprecio y gratitud al Dr. Ismael
Herrera Revilla, director de esta tesis. Es un privilegio haberme formado bajo su
tutela. Me llevo mucho aprendizaje y grandes lecciones. le agradezco: su
respaldo, paciencia y tolerancia.
Mi reconocimiento para los académicos que en distintos momentos dedicaron su
tiempo a la revisión deeste trabajo. los comentarios y observaciones de los
miembros del jurado resultaron muy valiosos en la etapa final. Es notable la
participación del Dr. Fernando Brambila Paz, quien se ocupó de este proyecto en
casi todas sus etapas. Aquilato su interés, su buena disposición y el apoyo que me
brindó. Valoro los consejos que el Dr. Alfredo Nicolas Carrizosa me dio en los
momentos difíciles, así comosu ayuda con el método de elemento finito y el
esquema de descomposición de operadores.
Aprecio el apoyo que en su momento me brindaron autoridades y personal
administrativo del Instituto de Geofísica y del Posgrado en Ciencias de la Tierra.
Sin duda, contribuyeron para que este trabajo fuera posible.
la amistad, la solidaridad y la sana discusión académica fueron
benéficas. Me
,
sientoafortunada porque son much@s I@s compañer@s y amig@s con quienes
he podido compartir esta experiencia. Si los mencionara por su nombre, correría el
riesgo de incurrir en omisiones. Mi agradecimiento para: I@s algebristas I@s
analistas, I@s numéric@s, I@s optimizadores, I@s de gráficas, I@s topólog@s,
I@s de la Facultad de Ciencias, I@s del liMAS, I@s de la UAM-I, I@s que sólo veo
en los congresos ytambién para I@s del INEGL
Mención aparte merece la familia 'ENOAN'. Con este clan he compartido
intereses, inquietudes, proyectos y algunos altibajos. Gracias Humberto Madrid,
por tu gran amistad y por haberme invitado a formar parte de este grupo.
~.
11
Un lugar especial lo ocupan I@s del Instituto de Geofísica; gracias a toditos@, a
los que siempre preguntaron: ¿cómo vas? o, ¿para cuándo? Ytambién a los que
dijeron: "no dejes de avisarme" o, "invítame a la fiesta".
Además, fue importante contar con el afecto y la solidaridad de la familia extensa:
tíos, tías, primas, primos sobrinas, sobrinos. Les doy las gracias a todos: a los que
ya se despidieron, a los que están lejos, a los que veo cada año y a aquellos con
quienes convivo más de cerca.
III
Con carÍño para:
Mí madre, mí hermano,la memada de mí padre, el
recuerdo de mí hermana, Héctor Iván, Roberto
jesús, ~ E..mílíano.
IV
No pretendas apagar con fuego
un incendio, ni remediar con
agua una inundación.
Confucio
Cuando trates con el agua
consulta primero la práctica, y
luego la teoría.
Leonardo da Vinci
Lo que sabemos es una gota de
agua; lo que ignoramos es el
océano.
Isaac Newton
La paciencia es la fortaleza del
débily la impaciencia, la
debilidad del fuerte.
ImmanueJ Kant
v
ÍNDICE
RESUMEN
V1l1
1
1. ANTECEDENTES
1.1.
Importancia del agua subterránea
2
1.2.
Contaminación del agua subterránea por hidrocarburos
6
1.3.
Restauración de sitios contaminados
10
1.4.
Simulación de fenómenos de transporte
15
1.5.
Objetivos
23
1.6.
Contenido
25
27
2. MODELO MATEMÁTICO
2.1.
Ecuaciones debalance
28
2.2.
Advección
43
2.3.
Comportamiento de la fase NAPL
49
2.4.
Comportamiento de la fase gas
55
2.5.
Saturación y presión capilar
59
2.6.
Escalamiento de la presión capilar
72
2.7.
Propiedades físicas: viscosidad y densidad
74
2.8.
Difusión
2.9.
Transferencia de masa
,
77
81
2.10. Degradación biológica
87
2.11. Condiciones iniciales y de frontera
92
3....
PROGRAMA DE POSGRADO EN CIENCIAS DE LA TIERRA
INSTITUTO DE GEOFíSICA
Simulación del Despla~amiento
Vertical de Hidrocarburos en el
Subsuelo
TESIS
PARA OBTENER EL GRADO DE
DOCTORA EN CIENCIAS
(MODELACIÓN DE SISTEMAS TERRESTRES)
Presenta:
M. en C. María del Carmen Hernández Rendón
Director de Tesis
Dr. Ismael Herrera Revilla
Ciudad Universitaria, México,D.F.
2009
Agradecimientos
Aprovecho esta oportunidad para expresar mi aprecio y gratitud al Dr. Ismael
Herrera Revilla, director de esta tesis. Es un privilegio haberme formado bajo su
tutela. Me llevo mucho aprendizaje y grandes lecciones. le agradezco: su
respaldo, paciencia y tolerancia.
Mi reconocimiento para los académicos que en distintos momentos dedicaron su
tiempo a la revisión deeste trabajo. los comentarios y observaciones de los
miembros del jurado resultaron muy valiosos en la etapa final. Es notable la
participación del Dr. Fernando Brambila Paz, quien se ocupó de este proyecto en
casi todas sus etapas. Aquilato su interés, su buena disposición y el apoyo que me
brindó. Valoro los consejos que el Dr. Alfredo Nicolas Carrizosa me dio en los
momentos difíciles, así comosu ayuda con el método de elemento finito y el
esquema de descomposición de operadores.
Aprecio el apoyo que en su momento me brindaron autoridades y personal
administrativo del Instituto de Geofísica y del Posgrado en Ciencias de la Tierra.
Sin duda, contribuyeron para que este trabajo fuera posible.
la amistad, la solidaridad y la sana discusión académica fueron
benéficas. Me
,
sientoafortunada porque son much@s I@s compañer@s y amig@s con quienes
he podido compartir esta experiencia. Si los mencionara por su nombre, correría el
riesgo de incurrir en omisiones. Mi agradecimiento para: I@s algebristas I@s
analistas, I@s numéric@s, I@s optimizadores, I@s de gráficas, I@s topólog@s,
I@s de la Facultad de Ciencias, I@s del liMAS, I@s de la UAM-I, I@s que sólo veo
en los congresos ytambién para I@s del INEGL
Mención aparte merece la familia 'ENOAN'. Con este clan he compartido
intereses, inquietudes, proyectos y algunos altibajos. Gracias Humberto Madrid,
por tu gran amistad y por haberme invitado a formar parte de este grupo.
~.
11
Un lugar especial lo ocupan I@s del Instituto de Geofísica; gracias a toditos@, a
los que siempre preguntaron: ¿cómo vas? o, ¿para cuándo? Ytambién a los que
dijeron: "no dejes de avisarme" o, "invítame a la fiesta".
Además, fue importante contar con el afecto y la solidaridad de la familia extensa:
tíos, tías, primas, primos sobrinas, sobrinos. Les doy las gracias a todos: a los que
ya se despidieron, a los que están lejos, a los que veo cada año y a aquellos con
quienes convivo más de cerca.
III
Con carÍño para:
Mí madre, mí hermano,la memada de mí padre, el
recuerdo de mí hermana, Héctor Iván, Roberto
jesús, ~ E..mílíano.
IV
No pretendas apagar con fuego
un incendio, ni remediar con
agua una inundación.
Confucio
Cuando trates con el agua
consulta primero la práctica, y
luego la teoría.
Leonardo da Vinci
Lo que sabemos es una gota de
agua; lo que ignoramos es el
océano.
Isaac Newton
La paciencia es la fortaleza del
débily la impaciencia, la
debilidad del fuerte.
ImmanueJ Kant
v
ÍNDICE
RESUMEN
V1l1
1
1. ANTECEDENTES
1.1.
Importancia del agua subterránea
2
1.2.
Contaminación del agua subterránea por hidrocarburos
6
1.3.
Restauración de sitios contaminados
10
1.4.
Simulación de fenómenos de transporte
15
1.5.
Objetivos
23
1.6.
Contenido
25
27
2. MODELO MATEMÁTICO
2.1.
Ecuaciones debalance
28
2.2.
Advección
43
2.3.
Comportamiento de la fase NAPL
49
2.4.
Comportamiento de la fase gas
55
2.5.
Saturación y presión capilar
59
2.6.
Escalamiento de la presión capilar
72
2.7.
Propiedades físicas: viscosidad y densidad
74
2.8.
Difusión
2.9.
Transferencia de masa
,
77
81
2.10. Degradación biológica
87
2.11. Condiciones iniciales y de frontera
92
3....
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