Aplicación de una Ecuación de Flujo Subterráneo Equivalente para Medios Heterogéneos

Abstract

Las ecuaciones clásicas de flujo y transporte en medios porosos saturados asumen equilibrio local en un volumen elemental de análisis. Sin embargo, a menudo se observa un fenómeno de no equilibrio que se manifiesta como un drenaje diferido o una transferencia de masa retrasada desde zonas menos conductivas a zonas más transmisivas del medio poroso/fracturado. En este trabajo se evaluó numéricamente la aplicabilidad de un modelo matemático de flujo equivalente en medios saturados, que presenta una formulación de no
equilibrio mediante un término adicional de transferencia de masa a tasa múltiple (Multiple Rate Mass Transfer, MRMT). Como hipótesis de trabajo se asumió que el efecto del drenaje diferido en la respuesta de un acuífero bajo estrés se debe solamente a la influencia de la heterogeneidad del campo de transmisividades. La metodología consistió en la generación de campos heterogéneos de transmisividad a partir de modelos geoestadísticos estacionarios y no estacionarios utilizando simulación secuencial bajo el entorno de la librería geoestadística GSLib. En los campos de transmisividad obtenidos se llevó adelante la simulación numérica de ensayos de bombeo resolviendo la ecuación de flujo clásica en régimen transitorio mediante el modelo en diferencias finitas MODFLOW 2000. Los descensos resultantes de los ensayos fueron considerados la respuesta “observada” para cada modelo geoestadístico representando la heterogeneidad espacial. Seguidamente, se resolvió la ecuación de flujo radial equivalente mediante un código escrito en Fortran 90 donde el término de transferencia de masa considera una única zona inmóvil asociada a cada celda del dominio de cálculo. La transmisividad del medio móvil, la tasa de transferencia de masa de primer orden y el coeficiente de almacenamiento de la zona móvil/inmóvil fueron los parámetros de calibración a los fines de capturar el no equilibrio “observado”. Ajustes preliminares del modelo equivalente demuestran que la formulación de no equilibrio podría constituir una buena alternativa para representar el drenaje diferido asociado a la heterogeneidad espacial.