DEFINICIONES

LEY DE DARCY

Hemos visto que los sedimentos ubicados cerca de la superficie del suelo contienen algunos espacios vacíos, por lo que exhiben porosidad. En muchos casos estos espacios se encuentran interconectados entre ellos. El agua contenida en los espacios vacíos es capaz de moverse desde un espacio a otro, lo que produce la circulación de agua a través del suelo, sedimento o roca. Esta habilidad de los acuíferos de transportar agua, así como de almacenarla, es una de las propiedades hidrogeológicas más importantes y significativas.

EXPERIMENTO DE DARCY

A la mitad del siglo 19, un ingeniero francés, Henry Darcy, desarrolló el primer estudio sistemático del movimiento del agua a través de un medio poroso. En este estudio se analizó el movimiento de agua a través de lechos de arena usados para la filtración de agua para la bebida. Darcy encontró que la tasa o velocidad a la cual el agua fluye a través del medio poroso es directamente proporcional a la diferencia de altura entre los dos extremos del lecho filtrante, e inversamente proporcional a la longitud del lecho.

El experimento consistio una tubería horizontal llena con arena, en la cual se aplica agua mediante presión a través del extremo A, la cual fluye y se descarga a través del extremo B. La presión observada en cada extremo de la tubería (o en alguna posición intermedia) puede ser es medida mediante un tubo vertical de pequeño diámetro (piezómetro). Darcy encontró experimentalmente que la descarga, Q, es directamente proporcional a la diferencia en la altura de aguas entre los piezómetros A y B e inversamente proporcional a la longitud de la tubería, L

Qα h_A h_B  y  Qα 1/L

El flujo es también proporcional al área perpendicular al escurrimiento, A, por lo cual al combinar todos estos elementos podemos escribir:

Q =K. A (hA  - hB   / L)

donde K es la constante de proporcionalidad y se denomina conductividad hidráulica o permeabilidad. Esta expresión puede ser expresada en términos generales como:

Q =- K. A (dh/dl)

donde dh/dl es conocido como el gradiente hidráulico. La cantidad dh representa el cambio en cota piezométrica entre dos puntos situados muy cercanos, y dl es una distancia muy pequeña. El signo negativo indica que el flujo es en la dirección de cota piezométrica decreciente.

Conductividad Hidráulica o Coeficiente de Permeabilidad

La ecuación anterior puede ser modificada para mostrar que el coeficiente K tiene las dimensiones de longitud/tiempo, o velocidad. Este coeficiente ha sido denominado conductividad hidráulica o coeficiente de permeabilidad:

K = Q / A*(dh/dl)

El flujo, Q, tiene dimensiones de volumen/tiempo (L3/T), el área A (L2), y el gradiente hidráulico (L/L).

K = - ( L3/T)/L2*(L/L)= (L/T)

Hubbert (1956) mostró que la constante de proporcionalidad de Darcy, K, es una función de propiedades del medio poroso y el fluido que pasa a través de él. De hecho es intuitivo pensar que un fluido muy viscoso, por ejemplo petróleo, se moverá a una tasa menor que agua en un mismo tipo de suelo. La descarga es directamente proporcional al peso específico del fluido, g, e inversamente proporcional a la viscosidad dinámica del fluido, μ. A partir de esta información podemos escribir

K= k * γ/μ

O

K= k*ρ*g/μ

donde k es la permeabilidad intrínseca del suelo la cual tiene unidades de área, L2. En la última expresión ρ es la densidad del fluido y g es la aceleración de gravedad. Las unidades de k pueden ser en metros o centímetros cuadrados. En la industria petrolera, el darcy es usado como la unidad para la permeabilidad intrínseca. El darcy se define como:

1 darcy = 1cp*1cm3/s/1cm2/1atm/1cm

Esta expresión puede ser convertida a centímetros cuadrados utilizando:

1 cP = 0.01 dina ⋅ s /cm2

y

1 atm = 1.0132 ⋅106 dina /cm2

Substituyendo en la definición de darcy podemos observar que:

1 darcy = 9.87 ⋅10−9 cm2

La cuantificación del coeficiente de permeabilidad o conductividad hidráulica puede ser realizada a través de dos tipos de métodos diferentes, los que tienen aspectos positivos y negativos inherentes a cada uno de ellos. Los dos tipos de métodos que existen son los indirectos y directos. Los métodos directos se pueden subdividir a su vez en dos grandes categorías: terreno y laboratorio

                          

Mecanismo de degradación
Decloración reductiva anaeróbica (dehalorespiración)	PCE, TCE, DCE, VC, DCA	Anaeróbico, donador de electrones (hidrógeno o fuente de hidrógeno fermentativas)	Eteno, etano
	TCE	Anaeróbico, donador de electrones (lactato, metanol butirato, glutamato, 1,2-propaneidol tolueno)	Eteno
	PCE, TCE, c-DCE, VC	Anaeróbico, donador de electrones (hidrogeno, propionato o lactato)	No reportado
	PCE	Anaeróbico, donador de electrones (metanol)	No reportado
Decloración reductiva anaeróbica (cometabolica)	PCE, TCE, DCE, VC, DCA	Anaeróbico, receptor de electrones (nitratos, sulfatos) electrón donador (hidrógeno)	Eteno, etano
	PCE, TCE, CT	Anaeróbico, receptor de electrones (nitratos, sulfatos) electrón donador (hidrógeno)	Eteno, metano
	CT	Anaeróbico, receptor de electrones Fe(III)	CF, MC

DCE: Dicloroetano, VC: Cloruro de vinilo, DCA: Dicloroetano, CA: Cloroetano, MC: Cloruro de metileno, CM: Clorometano, TCE: Tricloroetano, CF: Cloroformo, CT: Tetracloruro de carbono

LNAPL: Líquidos no acuosos de fase (LNAPL) son hidrocarburos que exist as a separate, immiscible phase when in contact withexistir como una fase separada, inmiscible cuando está en contacto conwater and/or air. agua y / o aire. Differences in the physical and chemical Las diferencias en la física y químicaproperties of water and NAPL result in the formation of a propiedades del agua y el resultado NAPL en la formación de un physical interface between the liquids which prevents the two interfaz física entre los líquidos que evita que los dosfluids from mixing. los líquidos de la mezcla. Nonaqueous phase liquids are typically Líquidos no acuosos de fase son típicamente classified as either light nonaqueous phase liquids (LNAPLs)clasifican como líquidos ligeros en fase no acuosa (LNAPL) which have densities less than that of water, or dense que tienen densidades de menos que la del agua, densononaqueous phase liquids (DNAPLs) which have densities líquidos no acuosos de fase (DNAPL) que tienen densidadesgreater than that of water. mayor que la del agua. A previous issue paper developed Un documento de la edición anterior desarrollada by the Robert S. Kerr Environmental Research Laboratory por el Robert S. Kerr Ambiental Laboratorio de Investigación  reviews processes and management issues pertaining to revisa los procesos y cuestiones de gestión relacionadas con DNAPLs (Huling and Weaver, 1991). DNAPL (Huling y Weaver, 1991).

NAPL: Es la fase, acuosa, y gaseosos mentioned above. .Contaminants may also partition to theLos contaminantes también pueden partición a la  solid-phase material (ie,soil or aquifer materials).en fase sólida de material (es decir, el suelo o materiales del acuífero). In the En el unsaturated zone contaminants may exist in all four phasescontaminantes insaturados zona pueden existir en las cuatro fases