Cómo se transportan los contaminantes en un fluido

Para empezar a hablar de cómo se transportan los contaminantes en un fluido recordemos que los contaminantes son sustancias que se encuentran en el medio al cual no pertenecen que pueden causar deterioros de este medio, en este caso puede deteriorar agua, pueden deteriorar el aire ya que son los fluidos que más abundan en el planeta para entender este movimiento de los contaminantes vamos a clasificarlos de dos formas; De acuerdo a cómo interactúan con la velocidad o la dinámica del fluido en este caso pueden ser pasivos o pueden ser activos.

     Los pasivos adoptan la dinámica del fluido, es decir adoptan las velocidades del fluir si nosotros depositamos una tinta dentro de un río por medio de un tubo, nos vamos a dar cuenta que esta tinta se va a mover a la misma velocidad del río y por lo tanto podemos considerar que la tinta es un contaminante o sustancia vacía, mientras que los activos vamos a tener que tienen su propia dinámica, si depositábamos algo sólido, por ejemplo, sedimento, este no se va a mover a la misma velocidad del río y dependiendo de su tamaño puedes decantar hasta el fondo y no seguir el curso del río.

     Ahora bien, el transporte de contaminantes es un proceso en el que existen varios procesos que están involucrados, entre ellos está la difusión y la advección haciendo algunos de los más de los principales procesos que están involucrados.

     Entraremos en contexto con la primera ley de Fick que es usada para describir la densidad de flujo debido a difusión turbulenta (y también para difusión molecular), y se expresa, para una dimensión, como J = -D (dC /dx) , donde J: densidad de flujo [M/L2T], D: coeficiente de transporte de masa de Fick [L2/T], C: concentración del elemento o compuesto químico [M/L3] y x: distancia sobre la cual se consideran cambios en la concentración [L].

     La primera ley de Fick puede ser también expresada en 3 dimensiones usando notación vectorial en la forma ∇−= CDJ , donde ∇es el operador gradiente y D es similar en todas las direcciones → A veces el movimiento del fluido no es enteramente aleatorio, si no que posee un patrón discernible pero complejo de caracterizar. Además, la velocidad de movimiento del fluido es relativamente baja, por lo que no se produce un efecto de remolino que caracteriza la difusión turbulenta. En este caso, típico de las aguas subterráneas, o el transporte de contaminantes por difusión de un tubo, vemos que el agua sigue un camino tortuoso alrededor de las partículas del suelo en la medida que se traslada desde un punto a otro, como se esquematiza en la figura 1 (Ver Figura 1)

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Figura 1. Transporte por dispersión (“Fickiano”) en la medida que el agua fluye por un medio poroso como el suelo.

     En el caso de la Advección vemos que este proceso se debe al movimiento del fluido, ya sea aire o agua (convección, término similar, normalmente se asocia al movimiento vertical de advección debido a diferencias de densidad). Luego un elemento químico presente en el aire o en el agua será pasivamente llevado por este movimiento advectivo de masas (Transporte de contaminantes en aguas subterráneas, 2007).

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