LISTA DE TABLAS
1.3 ORGANIZACIÓN Y LINEAMIENTOS DE LA TESIS
En el Capítulo 2 se presenta brevemente un estado del conocimiento relativo a los mecanismos de interacción entre contaminantes orgánicos y superficies minerales sólidas. Se presentan los mecanismos de contaminación y remoción de contaminantes a nivel de superficie. En este aspecto, se busca determinar cuales son los motivos por los cuales una película de contaminante recubriendo una superficie mineral (partícula de suelo o roca) puede romperse y separarse de ella durante la extracción del contaminante.
En el Capítulo 3 se presenta un resumen de los mecanismos de desplazamiento de fluidos no miscibles dentro de la masa de suelo. En el mismo, se analizan las fuerzas actuantes en el desplazamiento de contaminantes orgánicos en un sistema poroso, y se revisan los modelos numéricos de redes de poros que se utilizan para resolver el problema de flujo multifase en el suelo.
En el Capítulo 4 se describe la interacción de las ondas electromagnéticas con materiales. Para ello se explican las ecuaciones constitutivas y como se obtiene la solución de la ecuación diferencial de propagación de ondas en medios homogéneos e isotrópicos. Además, se describen las propiedades electromagnéticas de materiales y la propagación de ondas en medios no homogéneos.
En el Capítulo 5 se estudia la permitividad dieléctrica de suelos con diferentes contenidos de humedad. Se presenta en forma sintética el estado actual de conocimientos sobre la permitividad dieléctrica de los suelos para frecuencias desde el megahertz hasta el gigahertz. Se presenta una revisión de los mecanismos de polarización y se discute como éstos modifican la permitividad del suelo a diferentes intervalos de frecuencia. También se
describen diferentes modelos de mezclas para el cálculo de la permitividad dieléctrica de materiales compuestos por más de dos fases (partículas, aire y agua).
El Capítulo 6 se dedica al estudio de la permitividad dieléctrica de contaminantes orgánicos y mezclas de suelos con contaminantes orgánicos. En este aspecto, se presenta una breve recopilación de los trabajos más relevantes publicados en la literatura.
En el Capítulo 7 se presenta una descripción detallada de los experimentos y mediciones realizadas en este trabajo. Se describen los instrumentos utilizados en las mediciones, los materiales y los procedimientos experimentales de los estudios de interacción de contaminantes con superficies sólidas. Así mismo, se describen los equipos utilizados para la medición de propiedades dieléctricas y las metodologías de medición empleadas. Se detalla los procedimientos de ensayos, la preparación de las muestras y los problemas encontrados durante la ejecución de los mismos. Se intenta, además, describir los posibles errores y limitaciones de los resultados experimentales obtenidos.
En el Capítulo 8 se presentan los resultados experimentales obtenidos durante el mojado, con líquidos orgánicos y agua, de superficies minerales sólidas frecuentemente encontradas en la naturaleza. En este Capítulo se presentan también resultados obtenidos en la limpieza de contaminantes a nivel de superficie utilizando mediciones eléctricas y observaciones mediante un microscopio óptico. Mediante este estudio, se evaluó la hidrofobicidad de diferentes superficies minerales. Por otro lado, se presenta un estudio numérico del mecanismo de desplazamiento de fluidos no miscible en medios porosos. Para ello, se desarrolló un modelo de redes de poros y se estudió el efecto de la distribución espacial del tamaño de los poros y de las tensiones interfaciales en la saturación residual de un contaminante orgánico desplazado por un fluido mojante.
En el Capítulo 9 se estudia la permitividad dieléctrica de suelos con diferentes contenidos volumétricos de agua y de contaminantes orgánicos. Se implementan y analizan distintos modelos de mezclas para evaluar la permitividad dieléctrica de suelos húmedos y contaminados. A partir de los modelos de mezclas, se estudia el efecto de la porosidad, tipo de contaminante, mineralogía de las partículas, y frecuencia en la permitividad dieléctrica de
suelos contaminados con orgánicos. Por otro lado, se discute y evalúa la posible detección de contaminantes orgánicos en suelos a partir de mediciones dieléctricas.
El Capitulo 10 presenta un estudio de laboratorio sobre la remediación de suelos contaminados con fluidos orgánicos. Para ello, se utilizaron diferentes técnicas para la extracción de contaminantes: lavado del suelo con agua, detergente y alcohol, y extracción por vapor de agua. A partir de mediciones dieléctricas se pudo monitorear el desplazamiento del contaminante por el agente de limpieza. Adicionalmente, con la ayuda de los modelos de mezclas (implementados en el Capítulo 9) se evalúa la eficiencia de los distintos métodos para remover contaminantes del suelo. Por último, se desarrolla una técnica de análisis que permite cuantificar la presencia de orgánicos determinando la permitividad dieléctrica del suelo. En el Capitulo 11 se presenta una investigación experimental mostrando posibles aplicaciones del presente estudio en el campo de la ingeniería geotécnica. Se utiliza un georadar (GPR) para detectar contaminantes orgánicos en el suelo en forma no destructiva. Se determinan los cambios en las propiedades dieléctricas del suelo que son necesarios para que sectores contaminados puedan ser detectados con el GPR. Se analizan y discuten las limitaciones del GPR para monitorear derrames de contaminantes o procesos de remediación de suelos.
Finalmente, en el Capitulo 12 se discuten las conclusiones fundamentales del presente trabajo, las perspectivas de investigación sobre la detección de contaminantes utilizando las propiedades dieléctricas del suelo y se formulan recomendaciones para futuros estudios.