Acoplamiento de modelos de transporte de solutos y de modelos de reacciones químicas

Resumen

La distribución espacial de un soluto reactivo y su movimiento a través del medio subterráneo están controlados por procesos hidrodinámicos de transporte de masa (advección, difusión y dispersión) y procesos químicos asociados a reacciones de diversa naturaleza. La mayoría de los modelos de transporte de solutos tienen en cuenta de forma rigurosa los procesos hidrodinámicos, pero sólo consideran las interacciones de tipo químico de forma muy simplificada. Por otro lado, los modelos de especiación química contemplan una gran variedad de procesos químicos en condiciones de equilibrio químico, aunque sólo son aplicables a sistemas acuáticos estáticos sin flujo. En la última década se han desarrollado un número considerable de modelos acoplados que contemplan, con grados muy variables de sofisticación, tanto los procesos hidrodinámicos como los químicos. Estos modelos contienen por un lado las ecuaciones diferenciales en derivadas parciales (EDP) correspondientes al transporte de solutos y las correspondientes a los. procesos químicos, que en la hipótesis de equilibrio químico, son ecuaciones algebraicas no lineales. Un aspecto importante en la solución del problema es la adecuada selección de las variables primarias dependientes, las cuales satisfacen las ecuaciones de transporte. La inadecuada elección de las variables primarias limita la aplicabilidad del método de solución a sistemas químicos mixtos que contienen reacciones lentas (cinética) y rápidas (equilibrio). Una característica común de la mayoría de los modelos existentes es la extraordinaria exigencia de tiempos de cálculo que motiva que con determinados enfoques sólo sea viable la solución de problemas unidimensionales.