Clase 4A Transporte de Contaminantes PPT

CI61Q
CI61Q/CI71M
PRINCIPIOS DE REMEDIACION Y
RESTAURACION

TRANSPORTE DE CONTAMINANTES EN AGUAS
SUBTERRANEAS
SEMESTRE PRIMAVERA 2009

UNIVERSIDAD DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

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PROCESOS DE TRANSPORTE DE MASAS
TRANSPORTE
TRANSPORTE
TRANSPORTE
TRANSPORTE

POR
POR
POR
POR

ADVECCION
DIFUSION
DISPERSION MECANICA
DISPERSION HIDRODINAMICADERIVACION ECUACION DE TRANSPORTE
EC. ADVECCION-DISPERSION
SOLUCIONES ANALITICAS 1D
SOLUCIONES ANALITICAS 2D

EC. ADVECCION-DISPERSION-REACCION
REACCION DE PRIMER ORDEN
ADSORCION

DETERMINACION DE DISPERSIVIDAD

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PROCESOS DE TRANSPORTE
Existen diversos procesos que permiten describir el
movimiento de uno o más contaminantes en un medio poroso
saturado. Para un compuesto conservativo en unmedio
homogéneo se tienen los siguientes procesos:
–Advección
–Difusión
–Dispersión Mecánica

Si consideramos un
siguiente proceso:


medio

–Dispersión Hidrodinámica

heterogéneo

se

agrega

–Macrodispersión

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PROCESOS DE TRANSPORTE DE MASAS
TRANSPORTE
TRANSPORTE
TRANSPORTE
TRANSPORTE

POR
POR
POR
POR

ADVECCION
DIFUSION
DISPERSION MECANICA
DISPERSION HIDRODINAMICA

DERIVACION ECUACION DETRANSPORTE
EC. ADVECCION-DISPERSION
SOLUCIONES ANALITICAS 1D
SOLUCIONES ANALITICAS 2D

EC. ADVECCION-DISPERSION-REACCION
REACCION DE PRIMER ORDEN
ADSORCION

DETERMINACION DE DISPERSIVIDAD

el

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TRANSPORTE POR ADVECCION
Sólidos disueltos son llevados junto con el flujo de agua
subterránea. Este proceso se denomina transporte
advectivo o convectivo.

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TRANSPORTE POR ADVECCION
La cantidad desoluto que está siendo transportado es una
función de su concentración en el agua subterránea y de la
cantidad de agua subterránea que fluye.
vx =

K dh
⋅
n dl

La velocidad promedio lineal, vx, es la velocidad a la cual el
agua subterránea se mueve a través de tubos de flujo
individuales.
El flujo másico por unidad de área y tiempo (J) queda dado
por:
J x = vx ⋅ n ⋅ C

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TRANSPORTE PORADVECCION

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PROCESOS DE TRANSPORTE DE MASAS
TRANSPORTE
TRANSPORTE
TRANSPORTE
TRANSPORTE

POR
POR
POR
POR

ADVECCION
DIFUSION
DISPERSION MECANICA
DISPERSION HIDRODINAMICA

DERIVACION ECUACION DE TRANSPORTE
EC. ADVECCION-DISPERSION
SOLUCIONES ANALITICAS 1D
SOLUCIONES ANALITICAS 2D

EC. ADVECCION-DISPERSION-REACCION
REACCION DE PRIMER ORDEN
ADSORCION

DETERMINACION DE DISPERSIVIDAD

CI61QTRANSPORTE POR DIFUSION
Un soluto en el agua se mueve desde áreas de mayor
concentración hacia un área de menor concentración.
Este proceso se conoce como difusión molecular, o
simplemente como difusión. La masa de fluido que se difunde
es proporcional al gradiente de concentración, lo cual se
expresa mediante la primera ley de Fick.
J x = − Dd ⋅

dC
dx

Valores de Dd son bien conocidos y se encuentran enel
rango 1x10-9 a 2x10-9 m2 /s a 25°C. Estos valores no varían
mucho con la concentración, pero dependen de la
temperatura.

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TRANSPORTE POR DIFUSION

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TRANSPORTE POR DIFUSION
En un medio poroso la difusión no ocurre tan rápido como en
el agua debido a que los iones deben seguir caminos más
largos a través de los granos de suelo. Para tomar en cuenta
este hecho, se debe usar uncoeficiente de difusión
efectivo, D* :
D* = ω ⋅ Dd
J x = −D * ⋅

dC
dx

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TRANSPORTE POR DIFUSION
Un soluto en el agua se mueve desde áreas de mayor
concentración hacia un área de menor concentración. Este
proceso se conoce como difusión molecular, o simplemente
como difusión. La masa de fluido que se difunde es
proporcional al gradiente de concentración, lo cual se
expresa mediante la primera ley deFick.
J x = − Dd ⋅

dC
dx

En un medio poroso la difusión no ocurre tan rápido como en
el agua debido a que los iones deben seguir caminos más
largos a través de los granos de suelo. Para tomar en cuenta
este hecho, se debe usar un coeficiente de difusión
efectivo, D* :
*
D = ω ⋅ Dd

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TRANSPORTE POR DIFUSION

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PROCESOS DE TRANSPORTE DE MASAS
TRANSPORTE
TRANSPORTE
TRANSPORTE...