Diseño de un experimento para la validación de un modelo matemático bidimensional aplicado a medios porosos

PEDROZO, HECTOR ALEJANDRO; MARIO ROBERTO ROSENBERGER; SCHVEZOV, C. E.

Villa de Merlo

Congreso; 100a Reunión Nacional de la Asociación de Física Argentina; 2015

AFA

El modelo matem ́atico del movimiento de un fluido en un medio poroso es util para dise ̃nar y comprender numerosos procesos tecnol ́ogicos. El proceso est ́a descripto por la ecuaci ́on de Richards, y por relaciones constitutivas no lineales, lo que hace necesario el uso de m ́etodos num ́ericos para resolver los modelos matem ́aticos. Dichos modelos deben ser validados por comparaci ́on con experimentos o resultados de otros autores. Aqu ́ı, se propone un experimento para validar las predicciones de un modelo num ́erico bidimensional desarrollado en diferencias finitas para el movimiento de fluidos en un medio poroso. El mismo se realiza en un terrario de 50x60x8 cm construido con paredes de vidrio y donde se reconstruye un suelo local que es usado como medio poroso. Se utiliza agua con azul de metileno como fluido. Previo al llenado del terrario, se humedece el material, dej ́andolo en reposo y envuelto con una barrera apropiada para evitar variaciones en la humedad. Luego, se procede a la compactaci ́on hasta una densidad de 1,49 tn/m3, que corresponde al valor normal del suelo de Misiones. Es importante el reposo del suelo, debido a que disminuye de los gradientes de compactaci ́on eventuales. La humedad inicial del suelo se determina mediante el pesado y secado de muestras de tierra h ́umeda tomadas desde los contornos. El experimento inicia con un flujo de agua constante en la parte superior del terrario. Transcurrido un tiempo determinado por la simulaci ́on, el terrario es desmontado y el suelo pesado. Se realizan experiencias por duplicado paradeterminar si son reproducibles, y los valores de humedad obtenidos se comparan con las predicciones del modelo num ́erico.