TRANSPORTE DE SEDIMENTOS FINOS Y CROMO EN EL RÍO SALADO (SANTA FE) Alfredo Trento (UNL)

TRANSPORTE DE SEDIMENTOS FINOS Y CROMO EN EL RÍO

SALADO (SANTA FE)

Alfredo Trento (UNL)

Universidad Nacional de Rosario 24 de octubre 2017

Organización del seminario:

Objetivos

Motivación y caso en estudio

Trabajos de campo, laboratorio y modelación

Resultados de simulación para escenarios de escala anual y

diaria

Objetivos:

Mostrar resultados de trabajos de campo, de técnicas de laboratorio y determinación de los principales parámetros de los modelos

(coeficientes de partición, espesor de la capa activa del lecho, coeficientes de dispersión y otros).

Presentar las ecuaciones del transporte de sedimentos y de cromo, y resultados de la implementación de modelos Eulereanos y

Lagrangeanos de advección-dispersión, para dos situaciones diferentes, una de escala anual y otra de escala diaria.

Discutir resultados de trabajos de campo, de laboratorio y de modelación numérica.

Motivación

El

caso de estudio

refiere a una región del centro

santafesino (la cuenca inferior del río Salado y

algunos de sus sistemas tributarios) donde se

asienta una de las principales cuencas lecheras de

Latinoamérica. Se ha producido un crecimiento

agro-industrial importante, destacándose las industrias

alimenticias y en particular la láctea.

Motivación

Cauce principal, albardones

y planicie del río Salado

Area de estudio – río Salado

Esperanza

Río Salado

31º 19’ S 31º 30’ S 60º 58’ W _{60º 44’ W}

fuentes

Q medios

mensuales

SDT y CE. 1999-2008. Tramo RP6-RP70 R² = 0,94 0 5 10 15 20 25 0 5 _{SDT (g/L)} 10 15 C E (m S/ c m ) Qmáximo (4/2003)= 3960 m3_/s Qmínimo (11/2010)  2 m3_/s SDT-CE (1999-2008) Qmm en RP70 (1953-2011), SSRHN

Motivación

la contaminación con Cr no es meramente un fenómeno local,

su escala espacial excede la sección de vertido de la fuente,

el Cr puede ser transportado en forma disuelta y/o particulada

asociado a los sedimentos finos,

el Cr es conservativo y pasivo,

en un estado de oxidación (Cr VI) es muy perjudicial para la

biota en general.

Motivación

*

_{Valores Guía para protección de la vida acuática (Canadian Water Quality}

Descargas al rio Salado de

lodos contaminados.

Descargas

desde

canal

y

fuente (1999-2004).

Modelo conceptual para metales pesados y sedimentos

(flóculos y partículas) modificado de Schnoor, 1996.

flóculos flóculos W_s Ws

k

L

a

a

d

S

w

C

pw

h

C

pb

C

sb

Kp

b

k

s

Kp

w

C

sw

S

b

k

s U

Modelo Matemático para ambientes fluviales (2DH)

concentraciones MP agua

concentraciones MP lecho

concentraciones finos en agua

Alfredo E. Trento

∂

𝐶_𝑇 𝜕𝑡

+

∂

𝑈𝐶_𝑇 𝜕𝑥

+

∂

𝑉𝐶_𝑇 𝜕𝑦

=

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑥

𝐸

𝑥

ℎ

𝜕𝐶_𝑇 𝜕𝑥

+

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑦

𝐸

𝑦

ℎ

𝜕𝐶_𝑇 𝜕𝑦

+

𝑘_𝐿 ℎ

𝐶

𝑠𝑏

− 𝐶

𝑠𝑤

+

𝛼 𝛾

𝐶

𝑝𝑏

-

𝑘

𝑠

𝐶

𝑝𝑤

𝜕𝑟

𝜕𝑡

= −

𝑘

_𝐿

𝑑

𝑟

𝐾𝑝

_𝑏

−

1 + 𝑆

𝐶

_𝑤𝑇

𝐾𝑝

_𝑤

1

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

+

𝑘

𝑠

𝛾𝐶

𝑇

𝑆

_𝑤

𝐾𝑝

_𝑤

1 + 𝑆

_𝑤

𝐾𝑝

_𝑤

1

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

−

₁

𝑟𝛼𝑆

𝑏

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

∂

𝑆_𝑤 𝜕𝑡

+

∂

𝑈𝑆_𝑤 𝜕𝑥

+

∂

𝑉𝑆_𝑤 𝜕𝑦

=

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑥

𝐸

𝑥

ℎ

𝜕𝑆_𝑤 𝜕𝑥

+

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑦

𝐸

𝑦

ℎ

𝜕𝑆_𝑤 𝜕𝑦

+

𝑚_𝑒 ℎ

−

𝑚_𝑑 ℎ

Hipótesis

EQUILIBRIO INSTANTÁNEO

escala de tiempo del transporte >> escala de la cinética de sorción



relación entre las fases solubles y particuladas del MP quedan

expresadas por los coeficientes de partición.

Se consideran los procesos:

Físico-Químicos:

DIFUSION.

SORCION

intercambio

entre

la

forma

particulada y la fase acuosa sólo por mecanismos de adsorción y desorción. La

cinética de

sorción

es distinta en el lecho que en el agua.

Físicos:

ADVECCION,

DISPERSION,

DEPOSITACION,

EROSION,

Verificación del tiempo de equilibrio instantáneo.

t - C

_sw

para Cr

(tesis Maestr

í

a Alvarez, 2012)

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 0 20 40 60 80 100 120 140 160 t (min) Csw (mg L -1 ) 0.50 mg/L 1.00 mg/L 2.00 mg/L

Muestra río Salado:

S_w=135 mg L-1 SDT=2213 mg L-1

y = 5.75 x R2 = 0.7863 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Csw (mg L -1 ) Cpw (m g L -1 )

C

_sw

vs C

_pw

. Muestras colectadas el 24/11/2008, pH= 7-8, SDT= 6100 mg L

-1

_.

Kp

_w

= 75 m

3

_kg

-1 pw w sw w

C

Kp

C S



10 100 1000 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 S_w (g m-3) Kp w (m -3 kg -1 )

S

_w

vs Kp

_w

. Muestras colectadas el 24/11/2008, pH= 7-8, SDT= 6100 mg L

-1 pw w sw w

C

Kp

C S



Hipótesis

(cont.):

-No se considera la dinámica de formas de fondo ni bioturbacion del

lecho por fauna béntica.

-

S

_b

y la capa activa del lecho,

d,

son constantes.

-No se consideran los procesos de: volatilización, biodegradación ni

procesos biogeoquímicos, ni especiación de metales

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 río Salado Santo Tomé Santa Fe Esperanza RP70 RP4 m 31º 14' S 31º 43' S 61º 12' W _{60º 39' W} 0 5000 10000 15000 20000 zonas urbanas Ríosy Arroyos RP: Rutas Provinciales Secciones

•

Recolección muestras de agua

•

medición de variables calidad de

aguas

in situ

•

medición de

velocidades del

agua, batimetrías, cotas pelo de

agua y caudales.

Muestras de sedimentos del

lecho

Mediciones con difractómetro

laser LISST 25X y sonda de

turbiedad

Muestra de

agua, 150 m

aguas abajo

de la fuente

ppal.

Pluma de

sedimentos y

flóculos, 150m

aguas abajo de la

fuente ppal.

Granulometría de sedimentos suspendidos del

Resultados calibración difractómetro para medición de

partículas y de flóculos

Flóculos generados en laboratorio con agua y

sedimentos del río

Medición de la floculación

La importancia de la floculación para el transporte de sedimentos y de cromo sorbido

queda en evidencia en:

1- la relación entre las fracciones soluble y particulada.

2- la comparación de tamaños entre los flóculos abajo de la fuente en relación con los de aguas arriba. 0.0 1.0 2.0 3.0 0 10 20 30 40 50 d50 flóculos (mm) h (m ) d50 partículas (mm) 0.0 0.5 1.0 1.5 0 10 20 30 40 50 h (m) d50 partículas (mm) d50 flóculos (mm) Aguas abajo de la fuente Aguas arriba de la fuente

Diámetro mediano,

d

_f50

en función del tiempo.

10 100 1000 0 50 100 150 200 250 300 d f50 (µ m) Tiempo (min) 1% 10% 33% 50% 66% G=44 pH = 8 CE (mS/cm) = 10.1 T (ºC) = 26 % Efluente = 0 G=44 pH = 8 CE (mS/cm) = 10.1 T (ºC) = 26

Ensayos de floculación en Jar Test con sedimentos del río Salado con cromo (Tesis doctorado Filippa, 2014)





1 1 1 ( ) sb sw _{s T pw b} L b a b b b b b C C _{k C h f r S} r k t S d S S Kp Kp Kp

a

      _{ }       _{  }     





_

_

  _{  }     _{  }      _  _ 1 w 1 1 w w L d e s UAS S S D A m m F t A x A x x h

Difusión columna-poros

depositación

erosión

Difusión

columna-poros

erosión

depositación

fuente

advección

dispersión





 





a  _{ }  _   _{    }      _  _ 1 1 / T T L T L s b sw b S T pw c a C C k UAC D A C C r S k C f F t A x A x x h h d

depositación

erosión

fuente

Modelo Matemático de Transporte de sedimentos finos y MP, con

equilibrio instantáneo, para ambientes fluviales.

Variables

C

_T

=

concentración total MP en la columna de agua [M

_MP

L

–3

].

r

= MP sorbido por unidad de masa seca del lecho [M

_MP

M

-1

_].

S

_w

=

concentración de solidos suspendidos totales [M L

–3

].





T

sw

pw

C

C

C



pb

b

C

r

S



masa de sedimentos

volumen de agua

w

S

Kp

_w

=

coeficiente de partición de MP

e

n la columna de agua

Kp

_b

=

coeficiente de partición de MP en lecho





pb

b

sb

b

sb

C

r

Kp

C

S C



pw

w

w

sw

C

Kp

S C

Parámetros y variables relevantes del Modelo



1



Sb





s





ρ

_s

: densidad del sedimento [ML

-3

_]



_{: porosidad del sedimento.}

[L

3

_M

-1

_]

[L

3

M

-1

]

Erosión, según la ecuación de Ariathurai

(1976)

2

1





_

_

_

_





_

_





_



_

_

_



_

_





_

_







m d w s cr

U

m

S

W

U

















M

1

m

e b e

t

t

para

t

_b

>

t

_e

(Error! No text of

specified style in

document..1)

m

e

=

0

para

t

b

<

t

e

(Error! No text of

specified style in

document..2)

Depositación, según la ecuación de Nicholas et al. (2006)

Escalas espaciales del transporte

𝑬

_{𝑳𝒐𝒏𝒈}

≫ 𝑬

_{𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔𝒗}

≫ 𝑬

_{𝑽𝒆𝒓𝒕}

1D

𝐸

_{𝑙𝑜𝑛𝑔}

=

L

≈

10

5

m

𝐸

_{𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣}

=

W

≈

10

2

_m

Escalas temporales de mezcla (

Trento & Alvarez, 2011)

Dif. Transv.

ε

_t

=

k

𝒖

_∗

h ,

con

k

> 0.6

Dif. Vert.

ε

_v

= 0.06

𝒖

_∗

h

(Fischer et al, 1979)

𝑻

_{𝑳𝒐𝒏𝒈}

≫ 𝑻

_{𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔𝒗}

≫ 𝑻

_{𝑽𝒆𝒓𝒕}

1D

𝑇

_{𝐿𝑜𝑛𝑔}

=

𝐿

𝑈

≈ 7 𝑑𝑖𝑎𝑠

𝑇

_{𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣}

=

𝑊

2

𝜀

_𝑡

≈ 12 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝑇

_{𝑣𝑒𝑟𝑡}

=

ℎ

2

𝜀

_𝑣

≈ 1.0 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝐿

_𝑚

= 0.1

𝑈𝑊_𝜀 2

Condiciones de bordes

Aguas arriba, en

x= 0

:

Q(0,t)

=

f(h

) ;

S

_w

(0,t)

=

f

(

Q

) ;

C

_T

(0,t)

=2 mg/m

3

Aguas abajo, en

x= L

: [



S

_w

/



x

]

_L

= 0 ; [



C

_T

/



x

]

_L

=0

Condiciones iniciales:

S

_w

(x,0)= S

_wi

C

_T

(x,0)= C

_Ti

r(0)= r

_i

Condiciones de erosión:

t

_e

=0.47 N m

-2

,

M

=4. 10

-6

kg m

-2

s

-1

Condiciones de depositación:

U

_cr

= 0.15m s

-1

λ

= 0.30

La descarga de sedimentos y de

Cr

total de la fuente se definieron en

base a sendas curvas sinusoidales

t-S

_w

y

t-C

_T

, en un rango de 0 a 24 hs.

Implementación del modelo numérico (esquema Quickest

)

A numerical model for the transport of chromium and fine sediments, 2011, A. Trento and A. Alvarez, Environmental Modeling and Assessment, 16, 6, 551-564. doi: 10.1007/s10666-011-9263-5.

D

x=100 m;

D

t=120 s

Kp

_w

=50 m

3

_/kg;

_Kp

b

=

10 m

3

/kg

d=

0.01 m

k

_s

= 2.79 10

-6

1/s;

k

_L

= 5.0 10

-5

m/s

S

_b

=1200 kg/m

3

W

_s

y

d

_f

se calculan

La descarga de sedimentos y de

Cr

total de la fuente se definieron en

base a sendas curvas sinusoidales

t-S

_w

y

t-C

_T

, en un rango de 0 a 24 hs.

Implementación del modelo numérico (esquema Quickest

)

A numerical model for the transport of chromium and fine sediments, 2011, A. Trento and A. Alvarez, Environmental Modeling and Assessment, 16, 6, 551-564. doi: 10.1007/s10666-011-9263-5.

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 río Salado Santo Tomé Santa Fe Esperanza RP70 RP4 m 31º 14' S 31º 43' S 61º 12' W _{60º 39' W} 0 5000 10000 15000 20000 zonas urbanas Ríosy Arroyos RP: Rutas Provinciales Secciones

Caudales calculados en la sección de RP70 y mediciones en trabajos de

campo

0 50 100 150 200 250 300 350 2/27/2010 4/28/2010 6/27/2010 8/26/2010 10/25/2010 12/24/2010 t (dias) Q RP 7 0 ( m3 /s) 21/5 30/6 29/7 26/8 01/10 22/10 24/11 29/12 15 16 17 18 19 20 2/27/2010 4/28/2010 6/27/2010 8/26/2010 10/25/2010 12/24/2010 t (días) co ta RP6 ( m )

Concentraciones de

C

_T

en agua a escala anual, medidas y calculadas

(sección 8, 200 m aguas debajo de la fuente)

1 10 100

27-Feb-10 28-Apr-10 27-Jun-10 26-Aug-10 25-Oct-10 24-Dec-10

C T

(m

g/m

3 )

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

27-Feb-10 28-Apr-10 27-Jun-10 26-Aug-10 25-Oct-10 24-Dec-10

Sw

(g/L

)

medido modelo

Concentraciones de

S

_w

a escala anual, medidas y calculadas

Concentraciones de

r

a escala anual, medidas y calculadas

(sección 10 , 1000 m aguas debajo de la fuente)

0.1 1 10 100

27-Feb-10 28-Apr-10 27-Jun-10 26-Aug-10 25-Oct-10 24-Dec-10

r (m

g/kg)

Fracción de cromo sorbido a los sedimentos suspendidos a escala

anual, medidas y calculadas

(sección 10 , 1000 m aguas debajo de la fuente)

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00

27-Feb-10 28-Apr-10 27-Jun-10 26-Aug-10 25-Oct-10 24-Dec-10

fpw medido modelo fpw 1   w w pw w w Kp S f Kp S

Simulación del transporte de sedimentos suspendidos en

t

=270 d

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0 10 20 30 40 50 60 x (km) Sw (kg/m 3 ) 270 d modelo 270 d medido

Simulación del transporte de cromo total en agua en

t

=270 d

0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 x (km) CT (mg/ m 3 ) 270 d modelo 270 d medido

Simulación del transporte de cromo total en el lecho en

t

=270 d

1 10 100 1000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 r ( m g/kg) x (km) 270 d modelo 270 d medido

Simulación del flujo difusivo de cromo en

t

=270 d

-0.01 -0.008 -0.006 -0.004 -0.002 0 0 10 20 30 40 50 60 C sb -C sw (mg/L ) x (km) 270 d modelo

1 10 100 1000 0 10 20 30 40 50 60 70 x (km) r (mg kg -1 ) calculada en t= 30 d medido

valor estándar CCME

S_w(x,0)= 0.036 kg m-3 C_T(x,0)= 0.002 mg L-1 r(0)=10 mg kg-1 Kp_w= 40 m3 kg-1 Kp_b= 3 m3 kg-1 k_L= 4.95 10-5 m s-1 d_a= 0.01 m

r - 1999

concentraciones MP lecho

Alfredo E. Trento

𝜕𝑟

𝜕𝑡

= −

𝑘

_𝐿

𝑑

𝑟

𝐾𝑝

_𝑏

−

1 + 𝑆

𝐶

_𝑤𝑇

𝐾𝑝

_𝑤

1

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

+

𝑘

𝑠

𝛾𝐶

𝑇

𝑆

_𝑤

𝐾𝑝

_𝑤

1 + 𝑆

_𝑤

𝐾𝑝

_𝑤

1

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

−

₁

𝑟𝛼𝑆

𝑏

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

𝜕𝑟

𝜕𝑡

= −

𝑘

_𝐿

𝑑

𝐶

_𝑠𝑏

− 𝐶

_𝑠𝑤

1

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

+

𝑘

₁

𝑠

𝛾𝐶

𝑝𝑤

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

−

₁

𝛼𝐶

𝑝𝑏

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

Relevancia del flujo difusivo:

k

_L

(C

_sb

-C

_sw

)

Las concentraciones de Cr en sedimentos en las cercanías de fuentes,

registradas en zonas de descargas de otros lugares del mundo:

por ejemplo en el Río de La Plata, a 1 km cerca del Riachuelo se midió

84.3 mg/kg

en la costa de Quilmes 72.8 mg/kg (Tatone et al., 2009);

en el delta del Mississippi (USA) 80 mg/kg,

en Southampton Water (UK) entre 78 y 102 mg/kg,

en el Rhine (Alemania) 47 mg/kg (Bilos

et al., 1998).

El flujo máximo de Cr soluble calculado para el escenario de 1999 fue

21.4 mg/m

2

_{/día, en relación con el valor informado por Tatone et al.}

Simulación del diámetro de flóculos en

t

=270 d

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 d f (m icrones ) x (km) df df med dparticulas referencia _f = 1040 kg/m3 a_sh= 0.12 a_ds= 0.006 t=270 d

Conclusiones

Se simuló la hidrodinámica y el transporte de sedimentos y cromo para 311 días en un tramo de 63 km del río Salado, para 2 m3_s-1 _{< Q < 326 m}3_s-1_.

Los vertidos de la fuente fueron relevantes para las C_T en condiciones de Q bajos. Los resultados y las mediciones mostraron que la mayor parte del Cr en la columna de agua, se transporta particulado sorbido a los sedimentos suspendidos. De este modo queda en evidencia la relevancia del papel que juegan los sedimentos suspendidos para el transporte de Cr a lo largo de todo el período simulado.

Las S_w para las condiciones NE, en el rango 0.035 < S_w < 0.7 kg m-3_{, estuvieron gobernadas}

principalmente por las condiciones de borde aguas arriba, definidas por una curva Q-S_w, calculada en base a mediciones.

Los procesos de erosión y depositación, contribuyeron en forma secundaria en la definición de S_w a escala temporal del modelo, si bien fueron importantes en escalas de tiempo más cortas, por ejemplo a escala del tiempo de viaje T_v, como cuando ocurrieron cambios de Q por eventos climáticos de corta duración.

Modelo Matemático para ambientes fluviales (2DH)

concentraciones MP agua

concentraciones MP lecho

concentraciones SST en agua

Alfredo E. Trento

∂

𝐶_𝑇 𝜕𝑡

+

∂

𝑈𝐶_𝑇 𝜕𝑥

+

∂

𝑉𝐶_𝑇 𝜕𝑦

=

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑥

𝐸

𝑥

ℎ

𝜕𝐶_𝑇 𝜕𝑥

+

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑦

𝐸

𝑦

ℎ

𝜕𝐶_𝑇 𝜕𝑦

+

𝑘_𝐿 ℎ

𝐶

𝑠𝑏

− 𝐶

𝑠𝑤

+

𝛼 𝛾

𝐶

𝑝𝑏

-

𝑘

𝑠

𝐶

𝑝𝑤

𝜕𝑟

𝜕𝑡

= −

𝑘

_𝐿

𝑑

𝑟

𝐾𝑝

_𝑏

−

1 + 𝑆

𝐶

_𝑤𝑇

𝐾𝑝

_𝑤

1

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

+

𝑘

𝑠

𝛾𝐶

𝑇

𝑆

_𝑤

𝐾𝑝

_𝑤

1 + 𝑆

_𝑤

𝐾𝑝

_𝑤

1

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

−

₁

𝑟𝛼𝑆

𝑏

𝐾𝑝

_𝑏

+ 𝑆

𝑏

∂

𝑆_𝑤 𝜕𝑡

+

∂

𝑈𝑆_𝑤 𝜕𝑥

+

∂

𝑉𝑆_𝑤 𝜕𝑦

=

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑥

𝐸

𝑥

ℎ

𝜕𝑆_𝑤 𝜕𝑥

+

1 ℎ 𝜕 𝜕𝑦

𝐸

𝑦

ℎ

𝜕𝑆_𝑤 𝜕𝑦

+

𝑚_𝑒 ℎ

−

𝑚_𝑑 ℎ

Escalas espaciales del

transporte

𝑬

_{𝑳𝒐𝒏𝒈}

> 𝑬

_{𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔𝒗}

≫ 𝑬

_{𝑽𝒆𝒓𝒕}

2DH

𝐸

_{𝑙𝑜𝑛𝑔}

=

L

≈

10

4

m

𝐸

_{𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣}

=

W

≈

10

2

m

𝐸

_{𝑣𝑒𝑟𝑡}

=

h

≈

10

0

m

𝐿

_𝑚

= 0.1

𝑈2+ 𝑉2 2 𝑊2

Escalas de tiempo

de mezcla

(Trento & Alvarez, 2011)

𝑻

_{𝑳𝒐𝒏𝒈}

≈ 𝑻

_{𝑻𝒓𝒂𝒏𝒔}

≫ 𝑻

_{𝑽𝒆𝒓𝒕}

2DH

𝑇

_{𝐿𝑜𝑛𝑔}

=

𝐿

𝑈

2

_{+ 𝑉}

2

2

≈ 14 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝑇

_{𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑣}

=

𝑊

2

𝐸

_𝑥2

+ 𝐸

_𝑦2

2

≈ 12 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

𝑇

_{𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙}

=

ℎ

2

𝜀

_𝑣

≈ 1.0 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

Río Salado

Campo de velocidades en las cercanías de las fuentes calculado con

Sisbahia

.

N

La representación de la erogación de masa en el entorno de la fuente se

realizó con 24 partículas a cada intervalo de cálculo,

D

t=6 s.

Las condiciones del entorno de la fuente se definieron, según

mediciones:

C

_Tw

= 210 mg

_Cr

m

-3

S

_w

= 0.060 g m

-3

Las condiciones iniciales fueron:

C

_Tw

(x,y,0)= 3 mg

_Cr

m

-3

r

(x,y,0)= 40 mg

_Cr

kg

-1

S

_w

(x,y,0)= 0.125 g m

-3

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 30’

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 1h

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 2h

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 3h

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 4h

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 6h

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 8h

Pluma de concentraciones de solidos suspendidos totales, S_w en t = 8h desde la fuente

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 30’

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 1h

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 2h

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 3h

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 4h

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 6h

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 8h

Pluma de concentraciones total de cromo en agua, C_T en

t = 8h

Pluma de concentraciones de cromo en el lecho,

Pluma de concentraciones de cromo en el lecho,

Pluma de concentraciones de cromo en el lecho,

r en t =4 horas

Pluma de concentraciones de cromo en el lecho,

r en t=40 horas

Conclusiones

Las concentraciones

S

_w

y

C

_T

se estabilizaron para

t

= 6 hs.

La distancia de mezcla completa en la sección transversal, se logró

400 m aguas abajo de la fuente, aproximadamente.

La escala temporal para estabilizar las

C

_T

fue de 4 hs, mientras que

el lecho requiere como mínimo 48 hs, en condiciones estacionarias y

de equilibrio sedimentológico.

Las condiciones iniciales fueron relevantes, principalmente para

calcular las concentraciones de cromo en el lecho.

Conclusiones

El tamaño de los flóculos se incrementó notablemente aguas

debajo de la fuente sobre la margen derecha. El tamaño de

equilibrio se registró al final del dominio.

Los resultados del modelo de partículas, son indicativos de un

funcionamiento correcto del mismo en cuanto a los mecanismos

de transporte.

Proyectos de investigación desarrollados en la Facultad de

Ingeniería y Ciencias Hídricas (UNL). Director: Alfredo E.

TRENTO

– CAI+D 2009 Y 2011: “

Transporte de sedimentos finos

en

ambientes

fluviales.

Análisis,

mediciones,

floculación y simulación numérica.

”,

subsidiado por la

UNL. 2009-2012

– PICT RAICES: “

Transporte de Cromo y Sedimentos

Finos en el río Salado (Santa

Fe)”,

subsidiado por la

ANPCyT-UNL. 2008-2011