Anàlisi experimental del transport reactiu en medi poròs mitjançant visualizació
Cita com:
hdl:2117/414425
Author's e-mailmlligrifgmail.com
CovenanteeGeodivulgadores
Document typeBachelor thesis
Date2024-07-23
Rights accessOpen Access
Except where otherwise noted, content on this work
is licensed under a Creative Commons license
:
Attribution-ShareAlike 4.0 International
Abstract
L’entorn de l’aigua subterrània és un medi complex i heterogeni, en el qual el transport de soluts s’uneix a l’ocurrència de reaccions. La precipitació i la dissolució es produeixen constantment en les condicions del medi freàtic, creant un equilibri interactiu entre les fases sòlida i líquida. Aquest estudi presenta un enfocament experimental amb metodologia d’anàlisi d’imatges mitjançant biblioteques Python per visualitzar l’evolució de la precipitació induïda en un tanc artificial. A més, es proposa un model analític seguint la metodologia basada en proporcions de mescla proposada per De Simoni et al. (2007). El muntatge experimental consistia en un dipòsit artificial rectangular ple de grans de vidre saturats. La precipitació va ser induïda per la mescla transversal de dues solucions reactives injectades al tanc. La concentració de les solucions, CaCl2 i Na2CO3, era diferent per poder observar els efectes de la química sobre la precipitació.
A banda d’induir la precipitació, es van dur a terme experiments de traçador abans i després d’aquesta per poder avaluar els canvis en el flux. Aquest estudi s’ha realitzat en paral·lel al desenvolupament d’una tesi doctoral. De manera diversa, aquí ens centrem en l’anàlisi d’imatges i la construcció d’un model analític per tal d’avaluar la precipitació induïda per mescla. En segon lloc, també hem buscat els avantatges i inconvenients d’usar tècniques de captura d’imatges convencionals i fluorescents. Els resultats de l’estudi consisteixen en imatges que mostren l’avanç del front de precipitació, imatges dels experiments del traçador i els resultats del model. Les conclusions finals són que la concentració dels ions principals influeix en la dinàmica del front i en la morfologia de la capa. A més, la diferent concentració de solucions injectades desplaça el pic de la taxa de reacció a proporcions de mescla més altes de la solució concentrada més baixa. Addicionalment, la precipitació no es produeix de manera homogènia dins de la capa de carbonat. Patrons de línies amb una major densitat de precipitat s'alternen amb línies de menor densitat, seguint la direcció del flux. Les imatges del traçador mostren que després de la precipitació, el temps d’arribada del traçador es dispersa, amb una fracció que arriba abans i una altra amb retard. La porositat global del tanc, segons el model, va disminuir de 0.39 a 0.3875. El model té diverses limitacions inherents, com ara l’assumpció de proporcions de mescla conservatives i l’estat estacionari. Podríem millor això en el futur proposant un model amb una cadena d’estats estacionaris en el qual s’actualitzin els paràmetres de flux. Finalment, el postprocessament d'imatges també pateix algunes limitacions, com la dificultat per eliminar el soroll creat pels grans de vidre, la il·luminació de llum no homogènia i la baixa resolució d'imatges convencionals. Totes aquestes limitacions obren la necessitat de futures investigacions centrades en l'anàlisi d'imatges i l'experimentació amb diferents tècniques de captura d'imatges.
DegreeGRAU EN ENGINYERIA AMBIENTAL (Pla 2020)
Files | Description | Size | Format | View |
---|---|---|---|---|
Analisiexperime ... sualizacio_mariallinas.pdf | 3,173Mb | View/Open | ||
Annexes.pdf | 198,4Kb | View/Open |