Evaluación numérica de un sistema de remediación de aguas subterráneas ante el derrame de hidrocarburos en la zona no saturada de un acuífero aluvial costero

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dc.contributor.advisorPiña Fulano, Adriana Patriciaspa
dc.contributor.authorLeal Sierra, Jesús Aliriospa
dc.creator.cedula1094244704spa
dc.creator.cedula53108094spa
dc.creator.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/EnDireccionRh/edit.do?tpo_direccion=I#spa
dc.date.accessioned2021-03-09T17:32:36Z
dc.date.available2021-03-09T17:32:36Z
dc.date.issued2020-12-02spa
dc.description.abstractIn the construction and operation project of the Puerto Nuevo seaport located in the municipality of Ciénaga Magdalena, there is a contingency due to the rupture of a pipe located at one (1) meter depth that generates in 2018 the spill of approximately 25,000 gallons of biodiesel for 30 days in a coastal alluvial aquifer. In this context, a conceptual hydrogeological model-MHC and numerical flow and transport-MNFT model is developed from secondary information. The latter, in its transitory stage, develops a remediation technique by extraction of groundwater and product in the free phase that acts as a physical measure of confinement or containment. Thus, in this research the main equations of flow and transport of the unsaturated zone-NSZ and saturated are developed, and the concepts associated with saline intrusion are explained. The definition of the transport parameters as a relation of the dispersivities is carried out from a regression analysis of the current line of the aquifer where the contingency occurs, while, for those associated with the ZNS, the pedotransference functions are used. from the texture and density of the dry soil (Gupta and Larson (1979), in the absence of laboratory analysis where the moisture retention curves are determined for the analysis of the hydraulic conductivity of the ZNS (Gupta and Larson 1979) In this sense, and considering that the objective of this research is to evaluate a groundwater extraction remediation technique, groundwater extraction is described in a general way, which must be accompanied by another remediation technique focused on the ZNS that complies with the reference limit for the comparison of sites impacted by hydrocarbons of the Ministry of Environment and Sustainable Development-MADS , (2008). This work is developed in 3 phases, which are divided into describing and compiling information from the case study with the objective of building the MHC and MNFT in the second phase, including the analysis of the remediation technique. In this way, the third phase consists of analyzing the results of the numerical model of flow and transport under conservative conditions, this means that the solute in the alluvial aquifer does not present delay, and the ZNS is not considered. Thus, it is important to highlight that in the second phase the MHC is adjusted where the flow boundaries are defined, the geology is refined, the potential recharge is characterized and calculated, and the dynamics of the Toribio River as the main tributary of the river's domain is analyzed. model. Regarding the hydrodynamic parameters, the RETC software is used to calculate the parameters of the ZNS from pedotransference functions, and those of the saturated zone from pumping tests and bibliographic information according to the type of hydrogeological unit. Following the above, the MHC is finished with the calculation of the parameters of the adsorption isotherm using the Freundlich model, from laboratory tests on soils with similar granulometry as that of the study area. Once the MHC is built, a numerical model is structured in the FEFLOW program which is calibrated using the trial and error method and the PEST algorithm included in the program. With the numerical model of flow in transitory state, it is determined that the variable corresponding to the Freundlich isotherm is fundamental to define the behavior of the solute, concluding that the values ​​proposed by Seferou, (2013) are adequate for the pollution plume to have a propagation similar to that defined in the dispersivities relationship and that does not reach the monitoring wells PZ-05 and PZ-06 one month after the contingency event ends. Finally, it is concluded that the remediation technique by groundwater extraction manages to reduce the concentration of biodiesel in the alluvial aquifer to less than 0.29 mg / l MADS (2008) and that the numerical evaluation of pollutant dispersion should consider the ZNS and the time delay. This is due to the fact that the results with a non-conservative solute show a decrease in the contamination plume of 63% in distance and 90% in concentration compared to the results of the conservative numerical model.eng
dc.description.abstractEn el proyecto construcción y operación del puerto marítimo Puerto Nuevo ubicado en el municipio de Ciénaga Magdalena se presenta una contingencia debido a la ruptura de un tubo ubicado a un (1) metro de profundidad que genera en el año 2018 el derrame de aproximadamente 25.000 galones de biodiesel durante 30 días en un acuífero aluvial costero. En este contexto, se desarrolla a partir de información secundaria un modelo hidrogeológico conceptual-MHC y numérico de flujo y transporte-MNFT. Este último, desarrolla en su etapa transitoria una técnica de remediación por extracción de agua subterránea y producto en fase libre que actúa como una medida física de confinamiento o contención. Así las cosas, en esta investigación se desarrollan las principales ecuaciones de flujo y transporte de la zona no saturada-ZNS y saturada, y se explican los conceptos asociados a la intrusión salina. La definición de los parámetros de transporte como relación de las dispersividades se realiza a partir de un análisis de regresión de la línea de corriente del acuífero donde se presenta la contingencia, mientras que, para aquellos asociados a la ZNS, se utilizan las funciones de pedotransferencia a partir de la textura y densidad del suelo seco (Gupta and Larson (1979), ante la ausencia de análisis de laboratorio donde se determinen las curvas de retención de humedad para el análisis de la conductividad hidráulica de la ZNS (Gupta and Larson 1979). En este sentido y considerando que el objetivo de la presente investigación es evaluar una técnica de remediación de extracción de agua subterránea, se describe de forma general la extracción de agua subterránea, la cual debe ser acompañada de otra técnica de remediación enfocada a la ZNS que cumpla con el límite de referencia para la comparación de sitios impactados por hidrocarburos del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible-MADS, (2008). Este trabajo es desarrollado en 3 fases, las cuales se dividen en describir y recopilar información del caso de estudio con el objetivo de construir en la segunda fase el MHC y MNFT incluyendo el análisis de la técnica de remediación. De esta manera, la tercera fase consiste en analizar los resultados del modelo numérico de flujo y transporte en condiciones conservativas, esto significa que el soluto en el acuífero aluvial no presenta retardo, y no se considera la ZNS. Así las cosas, es importante resaltar que en la segunda fase se ajusta el MHC donde se definen las fronteras de flujo, se refina la geología, se caracteriza y calcula la recarga potencial y se analiza la dinámica del Rio Toribio como principal afluente del dominio del modelo. En cuanto a los parámetros hidrodinámicos se utiliza el software RETC para calcular a partir de funciones de pedotransferencia los parámetros de la ZNS, y los de la zona saturada a partir de pruebas de bombeo e información bibliografía de acuerdo al tipo de unidad hidrogeológica. Seguido de lo anterior, se finaliza el MHC con el cálculo de los parámetros de la isoterma de adsorción utilizando el modelo de Freundlich, a partir de ensayos de laboratorio en suelos con similar granulometría que la del área de estudio. Una vez construido el MHC se estructura un modelo numérico en el programa FEFLOW el cual es calibrado mediante el método de prueba y error y el algoritmo PEST incluido en el programa. Con el modelo numérico de flujo en estado transitorio se determina que la variable correspondiente a la isoterma de Freundlich es fundamental para definir el comportamiento del soluto, concluyendo que los valores propuestos por Seferou, (2013) son los adecuados para que la pluma de contaminación tenga una propagación similar a la definida en la relación de dispersividades y que no llegue a los pozos de monitoreo PZ-05 y PZ-06 un mes después de culminar el evento de contingencia. Finalmente, se concluye que la técnica de remediación por extracción de agua subterránea logra disminuir la concentración de biodiesel en el acuífero aluvial a menos de 0.29 mg/l MADS (2008) y que la evaluación numérica de dispersión de contaminantes debe contemplar la ZNS y el retardo. Lo anterior debido a que los resultados con un soluto no conservativo muestran una disminución de la pluma de contaminación del 63 % en distancia y 90 % en concentración en comparación con los resultados del modelo numérico conservativo.spa
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.description.degreenameMagíster en Hidrogeología Ambientalspa
dc.description.notesPresencialspa
dc.identifier.bibliographicCitationAcosta, Alejandra Botero, 2015. ‘SIMULACIÓN A ESCALA DE LABORATORIO DE BARRERAS HIDRÁULICAS CONTRA LA INTRUSIÓN SALINA EN ACUÍFEROS COSTEROS CONFINADOS CONSIDERANDO LOS EFECTOS DE LA ESTRATIFICACIÓN DEL MEDIO’.spa
dc.identifier.bibliographicCitationAcosta, Alejandra Botero, 2015. ‘SIMULACIÓN A ESCALA DE LABORATORIO DE BARRERAS HIDRÁULICAS CONTRA LA INTRUSIÓN SALINA EN ACUÍFEROS COSTEROS CONFINADOS CONSIDERANDO LOS EFECTOS DE LA ESTRATIFICACIÓN DEL MEDIO’.spa
dc.identifier.bibliographicCitationAcosta, Alejandra Botero, 2015. ‘SIMULACIÓN A ESCALA DE LABORATORIO DE BARRERAS HIDRÁULICAS CONTRA LA INTRUSIÓN SALINA EN ACUÍFEROS COSTEROS CONFINADOS CONSIDERANDO LOS EFECTOS DE LA ESTRATIFICACIÓN DEL MEDIO’.spa
dc.identifier.bibliographicCitationSECRETARIA DISTRITAL DE AMBIENTE-SDA.spa
dc.identifier.bibliographicCitationAnderson, Mary P., William W. Woessner, and Randall J. Hunt. 2015, ‘APPLIED MODELING SIMULATION OF FLOW AND ADVECTIVE TRANSPORT SECOND EDITION’.spa
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dc.identifier.bibliographicCitationCORPAMAG, 2020.spa
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dc.identifier.bibliographicCitationSeferou, P., P. Soupios, N. N. Kourgialas, Z. Dokou, G. P. Karatzas, E. Candasayar, N. Papadopoulos, V. Dimitriou, and A. Sarris, 2013. ‘OLIVE-OIL MILL WASTEWATER TRANSPORT UNDER UNSATURATED AND SATURATED LABORATORY CONDITIONS USING THE GEOELECTRICAL RESISTIVITY TOMOGRAPHY METHOD AND THE FEFLOW MODEL’.spa
dc.identifier.urihttp://repositorio.uan.edu.co/handle/123456789/2920
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad Antonio Nariñospa
dc.publisher.campusBogotá - Federmánspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Ambientalspa
dc.publisher.programMaestría en Hidrogeología Ambientalspa
dc.rightsAcceso abierto
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subjectZona no saturada: zona por encima del nivel freático donde la presión del agua es negativa.es_ES
dc.subjectZona saturada: aquella en la que los poros están completamente llenos de agua.es_ES
dc.subjectFunciones de pedotranferencia: modelo empírico que permite estimar las propiedades hidráulicas de los suelos a partir de información de fácil acceso.es_ES
dc.subjectSoluto conservativo: aquel que no sufre ningún tipo de interacción química con otros solutos o con la matriz.es_ES
dc.subjectSoluto no conservativo: aquel objeto de procesos como advección, difusión, dispersión y retardo.es_ES
dc.subjectCoeficiente de retardo: relación entre la velocidad de filtración del agua subterránea y la velocidad media de migración del contaminante.es_ES
dc.subjectIsotermas de adsorción: relación de equilibrio entre la concentración del contaminante en la matriz y la fase acuosa.es_ES
dc.subjectIsoterma de Freundlich: modelo de adsorción no lineal, empírico y generalmente el más flexible para describir el equilibrio de sustancias hidrofóbicas entre el agua subterránea y los suelos.es_ES
dc.subject.keywordUnsaturated zone: zone above the water table where the water pressure is negative.es_ES
dc.subject.keywordSaturated zone: one in which the pores are completely filled with water.es_ES
dc.subject.keywordPedotranference functions: empirical model that allows estimating the hydraulic properties of soils from easily accessible information.es_ES
dc.subject.keywordConservative solute: one that does not undergo any type of chemical interaction with other solutes or with the matrix.es_ES
dc.subject.keywordNon-conservative solute: that object of processes such as advection, diffusion, dispersion and delay.es_ES
dc.subject.keywordDelay coefficient: relationship between groundwater seepage rate and average pollutant migration rate.es_ES
dc.subject.keywordAdsorption isotherms: equilibrium relationship between the concentration of the pollutant in the matrix and the aqueous phase.es_ES
dc.subject.keywordFreundlich isotherm: nonlinear, empirical and generally the most flexible adsorption model to describe the balance of hydrophobic substances between groundwater and soils.es_ES
dc.titleEvaluación numérica de un sistema de remediación de aguas subterráneas ante el derrame de hidrocarburos en la zona no saturada de un acuífero aluvial costeroes_ES
dc.typeTesis y disertaciones (Maestría y/o Doctorado)spa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdccspa
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85
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