TopoDrive y ParticleFlow

INTRODUCCION

Los modelos del ordenador bidimensionales, TopoDrive y ParticleFlow, simulan dos procesos de agua subterránea: flujo conducido por topografía y transporte de partículas del fluido. En ambos casos, el flujo es bajo el estado Estacionario, en este caso se utiliza el software TopoDrive, el cual simula un sistema de flujo impulsada desde un área de mayor elevación, donde la recarga hidráulica es mayor, hasta su área de descarga de menor elevación donde la recarga hidráulica es menor.

Este tipo de sistema de flujo se encuentra comúnmente en el agua subterránea de las cuencas y tiene una descripción matemática y analítica proporcionada en estudios clásicos por Toth (1963).

Los principales factores que controlan el flujo de agua subterránea de la cuenca es su geometría, la forma de la lámina de agua y la distribución de las propiedades hidráulicas, TopoDrive permite al usuario investigar cómo estos factores controlan el flujo de agua subterránea. [1]

OBJETIVOS

GENERAL

• Simular por medio del software TopoDrive el transporte de partículas por medio del fluido en el suelo de la zona del CAIMIUP ubicada en la Universidad de Pamplona.

ESPECIFICO

• Realizar el estudio del suelo con el fin de establecer el tipo, la porosidad y la conductividad de este, datos necesarios para manejar el software.

• Manipular la interfaz y analizar los resultados arrojados por el software TopoDrive respecto al movimiento de partículas en un fluido.

METODOLOGIA

A nivel nacional el área de estudio se encuentra ubicada en el Departamento Norte de Santander en el municipio de Pamplona, dentro de la Universidad de Pamplona.

La muestra tomada para el análisis físico-químico y microbiológico de esta área de estudio, se hizo a una elevación de 2379 msnm con coordenadas planas 7°23'11.05"N y 72°39'1.90"O (Ver mapa 1)

Mapa 1. Ubicación geográfica de la zona de estudio. Fuente: Google Earth. Castiblanco, Sergio2013.

Para el estudio del suelo se realizó un apique en la zona trasera del CAIMIUP en la Universidad de Pamplona de aproximadamente 1,5 metros de profundidad de la cual se extrajeron 2 muestras de suelo (suelo A, tomado a 60 cm de profundidad y suelo B tomado a 1 metro de profundidad) a las cuales se les realizo las pruebas de granulometría, limite líquido y limite plástico (ver imagen 1) para establecer el tipo de suelo existente en la zona (ver tablas 2 y 3) y de esta manera por medio de datos registrados hallar su porosidad y conductividad (ver tabla 1), datos que el software TopoDrive exige para realizar la simulación de las partículas en el fluido.

En el software todos los pasos se realizan visualmente en la pantalla del ordenador por medio del mouse, primero se especifica la longitud del dominio de flujo, la forma de la lámina de agua , el número de columnas y filas de la malla del modelo de elementos finitos y se digitan las propiedades de conductividad hidráulica y la porosidad, después de esto el software TopoDrive mostrará entonces la animación de cualquier trayectoria de flujo o movimiento de las partículas en cualquier cantidad de tiempo.

Imagen 1. Prueba de granulometría

RESULTADOS

MATERIAL Porosidad (%) K (m/s)

Arena 31-46 10-7-10-3

Limo 38-43 10-8-10-2

Grava 24-36 10-4-10-2

Arena gruesa 35-38 10-2 – 1

Arena arcillosa 40-42 10-4 – 10-2

Tabla 1. Porosidad y conductividad del suelo

Clasificación de Suelo según SUCS Suelo A

Datos Tipo de Suelo Textura

#4 3.56% SM: Arenas limosas, mezcla de arena y limo Arenoso Franco

Entre 4-200 96.29%

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