MODELIZACIÓN Y SIMULACIÓN NUMÉRICA DEL TRANSPORTE DE SOLUTOS VOLÁTILES NO PASIVOS

O.Silva y J. Grifoll

Departamento de Ingeniería Química. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Química, Universidad Rovira i Virgili.
Av. dels Països Catalans, 26. 43007 Tarragona. osilva@etseq.urv.es, jgrifoll@etseq.urv.es



RESUMEN. En este trabajo, se presenta un modelo de infiltración, redistribución y transporte de solutos volátiles no pasivos en la zona no saturada, que incorpora la dependencia con la concentración de la densidad, la viscosidad, la tensión superficial, el coeficiente de difusión molecular en fase líquida y los coeficientes de partición gas-líquido y sólido-líquido. Adicionalmente, se considera la reducción del coeficiente de partición gas-líquido debido a presiones capilares elevadas.El modelo se contrastó con datos experimentales y simulaciones recogidas de la bibliografía sobre infiltración de mezclas butanol-agua en arena. La simulación de eventos de contaminación con metanol a corto plazo muestra que hay un efecto importante de la concentración sobre la volatilización de soluto. El modelo predice también la eventual formación de un máximo de concentración en el caso de presiones capilares elevadas. Los resultados obtenidos simulando la redistribución del soluto a corto y mediano plazo muestran que pueden haber diferencias significativas entre las simulaciones que consideran las dependencias de las propiedades físicas con la concentración y las que las ignoran, diferencias que tienden a disiparse a largo plazo.

ABSTRACT. In this work, a model for non-passive volatile solute migration in the unsaturated zone has been developed. The model incorporates the dependence of the following physical properties on the solute concentration: density, viscosity, surface tension, molecular diffusion coefficient in the liquid phase, and gas-liquid and solid-liquid partition coefficients. A correction for the gas-liquid partition coefficient due to the capillary pressure is also included. Results from the proposed model for migration of butanol-water mixtures in sand are in agreement with experimental data taken from literature. Simulation of short-term methanol pollution events shows that solute concentration affects significantly the solute volatilization. In case of high capillary pressures the actual model predicts the eventual formation of a peak of maximum concentration. Results obtained from simulations of short-term and medium-term pollution events show
significant differences compared with those ignoring the dependence of physical properties on the solute concentration. These differences tend to diminish in long term simulations.