Curso Online de Modelamiento Hidrogeoquímico con PHREEQC

Gidahatari ha desarrollado un curso de modelamiento hidrogeoquímico con PHREEQC y software asociado. Este curso muestra las capacidades que brindan estas herramientas para la comprensión de fenómenos químicos en agua subterránea mediante una orientación de aprendizaje teórico-práctico.

Los ejercicios buscan la aplicación de conceptos abordados teóricamente y su construcción estará basada en material suministrado por los organizadores del curso. Sobre este, los participantes podrán explorar las funcionalidades que le brindan las herramientas informáticas.

Este gráfico muestra el cambio de predominancia de los diversos agentes oxidantes en una solución de agua a la que se le adiciona masa de carbono inorgánico progresivamente. En la gráfica puede notarse el consumo de agentes oxidantes como el oxígeno, el nitrato y el sulfato a medida que aumenta el contenido de carbono. Esta situación se debe a la formación de especies de estas sustancias, cuyas masas pueden ser evaluadas en el archivo de salida del modelo; asimismo el fenómeno conduce a la predominancia del hierro y el manganeso como agentes oxidantes. El ejercicio fue ejecutado en PHREEQC V.3.1.2 y el código fuente para su ejecución corresponde al presentado en el ejemplo 9.6 del texto Geochemistry, Groundwater and Pollution de Appelo & Postma, 2005.

Este gráfico muestra el cambio de predominancia de los diversos agentes oxidantes en una solución de agua a la que se le adiciona masa de carbono inorgánico progresivamente. En la gráfica puede notarse el consumo de agentes oxidantes como el oxígeno, el nitrato y el sulfato a medida que aumenta el contenido de carbono. Esta situación se debe a la formación de especies de estas sustancias, cuyas masas pueden ser evaluadas en el archivo de salida del modelo; asimismo el fenómeno conduce a la predominancia del hierro y el manganeso como agentes oxidantes. El ejercicio fue ejecutado en PHREEQC V.3.1.2 y el código fuente para su ejecución corresponde al presentado en el ejemplo 9.6 del texto Geochemistry, Groundwater and Pollution de Appelo & Postma, 2005.

 

Objetivos

Este curso teórico–práctico tiene los siguientes objetivos:

  • Familiarizar al participante con la estructura para construcción de modelos en PHREEQC, sus operaciones fundamentales y la interpretación de los datos de salida que brinda el programa con herramientas de post-procesamiento como PhreePlot.
  • Brindar criterios para la selección de datos de construcción y para la evaluación de los parámetros contemplados en los modelos hidrogeoquímicos mediante el uso de PEST.
  • Presentar aspectos teórico-prácticos para el análisis de fraccionamientos isotópicos mediante la construcción de Modelos Hidrogeoquímicos en PHREEQC.
  • Introducir a los participantes al modelamiento de Transporte Reactivo con PHAST.

 

Contenido del curso


Sesión 1: Generalidades sobre Modelamiento Hidrogeoquímico

Teoría:

Se presenta una introducción al modelamiento hidrogeoquímico explicando los tres niveles de complejidad en estos modelos. También se describen dos enfoques para la construcción de modelos de cero dimensiones haciendo énfasis en el enfoque de  actividad química para explicar la lógica de trabajo de PHREEQC.

Práctica:

Creación de Una Base de Datos para PHREEQC

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Presentación, Archivos Práctica

 

Sesión 2 Estructura de los Datos de Entrada en PHREEQC

Teoría:

Se hace una descripción de la evolución histórica de PHREEQC, incluyendo las interfaces gráficas de usuario que permiten la estructuración de archivos de entrada. También se presenta una descripción de los tipos de archivo haciendo énfasis en los archivos de entrada y las funcionalidades provistas por los diversos KEYWORD.

Práctica:

Efecto de los cambios de pH sobre la especiación del Uranio. Ejercicio Numeral 3.1.3.3 (Merkel & Planer-Friederich, 2008)

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Sesión 3 Criterios para Estructurar y Evaluar Modelos Hidrogeoquímicos

Teoría:                   

Se presenta el procedimiento general que debe seguirse a la hora de construir un modelo hidrogeoquímico comentando sobre la importancia del manejo de los datos, el uso de las bases de datos termodinámicas, la verificación de resultados de modelamiento y el contenido de los informes para socializar resultados de modelamiento.

Práctica:       

Calibración y Análisis de Sensibilidad de un Modelo Hidrogeoquímico. Realizado con base en el Ejercicio Numeral 3.1.3.3 (Merkel & Planer-Friederich, 2008)

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Información adicional que explica esta sesión puede ser encontrada en el Infohatari "Calibration and Sensitivity Analysis for Hidrogeochemical Models"

 

Sesión 4 Reacciones Químicas en Sistemas Acuosos

Teoría:                   

Se describen las particularidades de la teoría de la actividad química aplicada en el modelamiento de reacciones químicas en PHREEQC. También se describe el uso de los diversos KEYWORD para construir modelos que involucran reacciones de disolución/precipitación, intercambio iónico, adsorción, disolución de gases, complejación de superficies y oxidación/reducción.

Práctica:

Construcción de un diagrama de Pourbaix con PhreePlot. Ejemplos 11 y 12 (Kinniburgh & Cooper, 2013)

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Sesión 5 Modelamiento de Procesos Cinéticamente Controlados

Teoría:         

Se hace una introducción a los fundamentos de cinética química y se explican algunas consideraciones importantes para definir cuándo es pertinente incluir reacciones cinéticamente controladas en los modelos de reacción. Se explica además, el uso de los KEYWORD correspondientes para construir ese tipo de modos en PHREEQC.

Práctica:

Corrección del Modelo Cinético de Oxidación de Hierro Disuelto por Acción del Oxígeno. Basado en el Ejemplo 9 de (Parkhurst & Appelo, 2013)

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Sesión 6 Modelamiento de fraccionamiento isotópico

Teoría:

Se hace una introducción a la teoría requerida para comprender el uso de los isótopos en el desarrollo de estudios para analizar la dinámica química de sistemas hidrológicos. Asimismo, se presenta la base de datos iso.dat de PHREEQC y su uso para modelar fraccionamientos isotópicos.

Práctica:

Fraccionamiento de Rayleigh del 18º. (Appelo C. , 2002)

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Sesión 7 Modelamiento Acoplado de Transporte Reactivo en PHAST

Teoría:                   

Se describen las particularidades de los modelos acoplados de transporte reactivo y se hace énfasis en las características de PHAST (Parkhurst, Kipp, & Charlton, 2010). Se describen las principales interfaces gráficas de usuario para estructurar los archivos de entrada del software.

Práctica:       

Pulso de una Fuente que aporta un constituyente químico e implica sorción y decaimiento. Ejemplo 1. (Parkhurst, Kipp, & Charlton, 2010)

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Presentación, Archivos Práctica

 


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Posted on December 2, 2013 and filed under Libre.