Simulación numérica de relaciones constitutivas para el flujo de agua en suelos heterogéneos no saturados

LEONARDO MONACHESI; LUIS GUARRACINO

Bahía Blanca

Congreso; XXIII Reunión Científica de la Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas; 2006

IADO-CRIBABB-AAGG

En los últimos años se ha puesto de manifiesto la importancia del estudio y análisis del flujo de agua en la zona no saturada del terreno. El agua que transita por esta zona recarga los acuíferos y constituye el principal medio de transporte de las sustancias contaminantes que migran desde la superficie. Para describir el flujo de agua en la zona no saturada se suele utilizar la ecuación de Richards. Esta ecuación es de tipo parabólica altamente no lineal y para su resolución debe contarse con un modelo constitutivo que describa las propiedades hidráulicas del medio poroso. Los modelos constitutivos consisten en curvas de contenido de agua y conductividad hidráulica en términos de la altura de presión de agua. Entre los modelos más utilizados se encuentran el modelo de Brooks- Corey, de van Genutchen y de Assouline, todos ellos de naturaleza empírica y con expresiones analíticas cerradas. El objetivo del presente trabajo consiste en la obtención de relaciones constitutivas para la descripción del flujo no saturado en medios porosos heterogéneos mediante el empleo de técnicas numéricas. Para ello se diseñará un procedimiento computacional similar al que se realiza en laboratorio para determinar experimentalmente las relaciones constitutivas de una muestra de suelo. Con este fin se considerará un dominio rectangular con una determinada distribución espacial de las propiedades hidráulicas que representará al Volumen Representativo Elemental (REV) de medio poroso. En este dominio se resolverá la ecuación de Richards con condiciones de contorno que simulen en forma aproximada las condiciones en las que se realizan las mediciones en laboratorio. Mediante el procedimiento descripto se analizarán distintos tipos de suelos heterogéneos como por ejemplo medios porosos con fracturas distribuidas en forma aleatoria y medios con macroporos de tipo fractal. La comparación de las curvas simuladas con las expresiones analíticas de los modelos clásicos permitirá establecer conclusiones sobre la factibilidad de utilizar estos modelos para describir el flujo de agua en los suelos heterogéneos analizados.