Simulación Numérica de Transporte y Difusión de Contaminantes en Suelos no Saturados

Abstract

Se presenta una simulación numérica para estudiar el transporte y difusión de contaminantes solubles en agua en suelos saturados y no saturados. La ley de Darcy con condiciones de borde apropiadas, proporciona la altura hidráulica h en el dominio, utilizandose el modelo de van Genutchen para calcular la humedad y la conductividad hidráulica. El campo de velocidades se calcula como el gradiente de h y se lo convierte en C0 mediante técnicas de recuperación del gradiente.
Se empleó un algoritmo de Picard para resolver las no linealidades en el cálculo de la conductividad hidráulica y en el
coeficiente de retardo. El sistema que resulta de cada iteración se resuelve por gradientes conjugados cuadrados con un precondicionamiento del tipo factorización incompleta LU. Para la aproximación del problema de transporte y difusión de contaminantes se utiliza un algoritmo adecuado para problemas de advección difusión. Se propone en este trabajo un tratamiento especial de los transitorios con una cuidadosa aproximación de la derivada temporal usando un esquema de Crank Nicholson con extrapolación de Richardson, lo que ha permitido implementar un procedimiento adaptativo para el incremento de tiempo.
Para la discretización espacial se utilizan mallas no estructuradas de triángulos de tres nodos. Las derivadas espaciales se calculan utilizando los algoritmos estabilizados SGS y SUPG para tener en cuenta el término advectivo.