Estimación del potencial espontáneo para el estudio no invasivo del flujo de agua en medios porosos durante procesos de disolución - Soldi, Mariangeles (2022)
La caracterización del flujo de agua en el subsuelo es esencial para muchas aplicaciones ambientales, hidrológicas y de reservorios. Sin embargo, la mayoría de las técnicas clásicas requieren el acceso directo al objeto de estudio (por ejemplo, piezómetros) y sólo proporcionan información en un entorno reducido del lugar donde se realiza la medición. El método del potencial espontáneo (PE) provee datos que son directamente sensibles al flujo de agua ya que se basa en mediciones de diferencias de potencial eléctrico natural originadas en el subsuelo debido al flujo de agua que tiene lugar en los poros. Por ello resulta un método no invasivo que permite calcular el flujo de agua in situ. Para estudiar el flujo a partir de mediciones de PE, resulta necesario contar con un modelo que vincule las propiedades hidráulicas y eléctricas de los medios porosos. En este estudio presentamos el desarrollo teórico de un parámetro clave para cuantificar el potencial eléctrico generado por el flujo de agua denominado exceso de densidad de carga efectiva. Para calcular este parámetro asumimos que el espacio poral está representado por un conjunto de tubos y que el tamaño de los mismos aumenta durante el proceso de disolución. A partir de la descripción del arrastre de las cargas eléctricas en un solo poro, calculamos un valor del exceso de densidad de carga efectiva que es representativo de todo el medio poroso. Las expresiones matemáticas resultantes del modelo dependen del tiempo, así como también de las propiedades químicas del agua y de las propiedades hidráulicas del medio. Para validar el modelo propuesto, las predicciones teóricas se compararon con datos experimentales de laboratorio. Este nuevo modelo constituye una base para el uso del PE en el estudio de procesos tales como la cuantificación de aguas subterráneas o la dispersión de contaminantes.