DIFUSIÓN DE CONTAMINANTES EN MEDIOS POROSOS. SOLUCIONES ANALÍTICAS

Abstract

El transporte difusivo se produce cuando hay un gradiente de concentración del contaminante y es el mecanismo de trasporte principal cuando el movimiento del agua es despreciable. El contaminante puede interaccionar o no con el medio geológico: si no interacciona, se trata de un contaminante conservativo, y si existe interacción, por ejemplo, por los procesos de adsorción sobre el sólido, hay que considerarla en el estudio de su transporte por difusión. La fuente de contaminación puede ser puntual, como un depósito, o difusa si se presenta sobre grandes extensiones de terreno. Un derrame es un ejemplo de una fuente no continua, mientras que un estanque o una balsa pueden verter, por ejemplo, a través de fisuras de una forma continua. La ecuación del transporte difusivo de contaminantes es una ecuación diferencial, que puede resolverse mediante métodos analíticos o numéricos. Las soluciones analíticas son soluciones exactas, aunque se basan en condiciones de contorno que hay que valorar en un contexto realista, mientras que las numéricas son soluciones aproximadas. En este documento únicamente se van a discutir las soluciones analíticas. Los métodos analíticos requieren imponer condiciones iniciales y de contorno para resolver la ecuación diferencial. Por ello, las soluciones analíticas están limitadas a sistemas con geometrías regulares, con propiedades uniformes u homogéneas del material y generalmente requieren que el problema sea lineal. Las soluciones analíticas se presentan en forma de expresiones algebraicas y se aplican extensamente en el análisis de ensayos de laboratorio. También se utilizan para comprobar la validez de los métodos numéricos. Existen muchas fuentes disponibles para encontrar soluciones analíticas a la ecuación de difusión, pero la mayoría se presentan como un tratado matemático. Aquí trataremos de presentar las soluciones y su aplicación a situaciones reales, principalmente en estudios de laboratorio, donde presentan su mayor utilidad.