MODELIZACIÓN DIRECTA E INVERSA DEL TRANSPORTE
REACTIVO MULTICOMPONENTE EN MEDIOS DE DOBLE POROSIDAD
J. Samper1, A. M. Fernández2,
L. Zheng1, L. Montenegro1, P. Rivas2 y Z.
Dai3
1 ETS Ingenieros de Caminos. Universidad de La Coruña. Campus
de Elviña s/n. 15192 La Coruña. jsc@iccp.udc.es
2 CIEMAT. Avenida Complutense, 22. 28040 Madrid
3 Department of Geological Sciences. Wright State University. OH 45435,
USA
RESUMEN. Se presenta la aplicación de
una metodología numérica para resolver el problema inverso
del flujo y transporte de solutos reactivos a través de medios porosos,
implementada en el código INVERSE-CORE2D, a la interpretación
de un ensayo de permeabilidad de larga duración realizado sobre una
muestra de bentonitia compactada del proyecto FEBEX ((Full-scale Engineered
Barrier EXperiment). Este proyecto se enmarca dentro de las actividades de
I+D realizadas por ENRESA para el almacenamiento definitivo de residuos radiactivos
de alta actividad. Los principales procesos geoquímicos que controlan
la geoquímica de las aguas intersticiales de la bentonita son: las
reacciones ácido-base , las de complejación acuosa, intercambio
catiónico, disolución/ex-solución de gases (CO2) y disolución/
y precipitación de minerales tales como calcita, dolomita, calcedonia
y yeso/anhidrita. Todos estos procesos tienen lugar en equilibrio químico.
El agua salina inicial de la bentonita es desplazada por un agua granítica
menos salina. Se registraron durante el ensayo los caudales y la química
de los efluentes. Se han puesto a punto modelos de flujo directo e inverso
del experimento considerando modelos conceptuales de medio con una o con
doble porosidad . Las curvas de salida del cloruro son coherentes con un
modelo de doble porosidad. En general, el modelo reproduce las tendencias
de los datos, con excepción, del bicarbonato y del pH que están
afectados por incertidumbres en la variación de la presión
del CO2(g) durante el ensayo.
ABSTRACT. A numerical methodology for solving the inverse problem
of coupled water flow and multicomponent reactive solute transport in porous
media implemented in INVERSE-CORE2D is applied here to the interpretation
of a long-term permeation test performed on a sample of FEBEX compacted bentonite.
FEBEX (Full-scale Engineered Barrier EXperiment) is a demonstration and research
project dealing with the bentonite engineered barrier designed for sealing
and containment of waste in a high level radioactive waste repository. Hydrogeochemical
modelling of porewaters indicate that the main geochemical processes controlling
the chemistry of the bentonite are: acid-base reactions, aqcueous complexation,
cation exchange, dissolution/ex-solution of CO2 and dissolution/ and precipitation
of highly soluble minerals such as calcite, dolomite, chalcedony and gypsum/anhydrite.
All these processes are assumed to take place under equilibrium conditions.
The initial saline porewater of the bentonite is flushed with a fresh water
with a chemical composition typical of granite formation. Water flux and
chemical data of efluent waters were measured during the experiment. Direct
and inverse modelling of this experiment has been carried out. Models of
chloride breakhrough curves indicate that bentonite exhibits a double porosity
behavior. The model reproduces the trends of measured data except for bicarbonate
and pH which are affected by uncertainties in the evolution of CO2(g) pressures.