PREDICCIÓN DE PERFILES DE CONCENTRACIÓN A PARTIR DE COEFICIENTES DE TRANSPORTE OBTENIDOS DE CURVAS DE RUPTURA

D. García-Sinovas1, J. Álvarez-Benedí1, S. Bolado2 y P. Marinero1

1 Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, Ctra. de Burgos Km. 119, 47071, Valladolid, España.
2 Dep. Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente, Universidad de Valladolid, Prado de la Magdalena s/n, 47011 Valladolid.

RESUMEN. En este trabajo se evalúa la aptitud de los coeficientes de transporte obtenidos a partir de curvas de ruptura para la estimación de los perfiles de concentración en el suelo. Para ello, se llevó a cabo un experimento de transporte simultáneo de cuatro solutos. Se utilizaron tres herbicidas (Clorsulfurón, Imazametabenz-metil y Tribenurón-metil) y un trazador conservativo no retenido (ion pentafluorobenzoato) para generar curvas de ruptura en flujo de agua estacionario y en condiciones de humedad de subsaturación. Se utilizó una columna de suelo de 1 m de profundidad y 0,250 m de diámetro. Los coeficientes de transporte se calcularon mediante simulación inversa aplicando un modelo determinista de advección-dispersión en condiciones de no equilibrio durante el transporte, asumiendo las mismas condiciones hidrodinámicas para todos los solutos (número de Peclet). Los resultados confirmaron la existencia de un no equilibrio de naturaleza física, ya que su magnitud fue idéntica para los solutos retenidos y el trazador no retenido. Igualmente, los resultados descartaron la degradación y reactividad durante el transporte. Simultáneamente se generaron datos de concentraciones residentes a 4 profundidades y se evaluó la capacidad de los coeficientes de transporte obtenidos a partir de las curvas de ruptura para representar la evolución real de los perfiles de concentración. A pesar de que el modelo reprodujo con fidelidad las curvas de ruptura, los resultados fueron más discretos a la hora de predecir la evolución de los perfiles de concentración en el suelo. De este modo, la descripción matemática que era adecuada para el análisis de las curvas de ruptura resultó sin embargo demasiado simplista para reproducir el transporte real de los solutos estudiados.

ABSTRACT. In this work, the validity of solute transport coefficients obtained from breakthrough curves, is evaluated for predicting resident concentrations in the soil profile. For this, a multi-tracer solute transport was carried out. Three herbicides (Imazamethabez-Methyl, Chlorsulfuron and Tribenuron-Methyl) and a nonsorbed, nonreactive tracer (ion pentafluorobenzoate) were used for generating breakthrough curves (BTCs) under unsaturated stationary water flux. A disturbed soil column of approx. 1 m depth and 0.250 m diameter was used. Transport coefficients were estimated by inverse simulation, using a deterministic advective-dispersive model under nonequilibrium conditions. Hydrodynamic conditions were assumed to be the same for all the studied solutes. Results confirmed the existence of physical nonequilibrium during transport, as the magnitude of nonequilibrium was the same for all the studied solutes. Also, the results confirmed that degradation or reactivity was not present or it was negligible during the experiments. Data on resident concentrations were generated at 4 depths, and the capability of the previously estimated transport coefficients for describing solute concentration profiles was evaluated. In spite of the relatively well description of the BTCs, the model was not so successful in predicting the solute concentration profiles. Thus, the mathematical description which resulted adequate for describing the BTCs resulted to be a too simplistic approach for reproducing the actual solute transport in terms of concentration profiles in soils.