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Hidrogeología

El flujo y transporte de materia y energía a través de medios porosos es un campo de conocimiento con innumerables e importantes aplicaciones prácticas.

Se conocen más, comúnmente, aquellos casos en los que el fluido que se propaga es agua. Por ejemplo, hemos finalizado un trabajo para caracterizar y optimizar el movimiento de agua en una cantera de roca caliza. Se trata de una aplicación en medio heterogéneo, en un contexto minero de rápida evolución y con particularidades como la existencia de zonas de flujo rápido que complican la modelización llevada a cabo.

En otros casos, el fluido es distinto. Hemos trabajado en la modelización del flujo de gas asociado a una inyección de CO2 en el interior de una mina de carbón. El gas inyectado, al moverse, desplaza los fluidos presentes en la roca generando una diferencia de densidades respecto al estado inicial. Dicha diferencia modifica el campo gravitatorio en las proximidades. Buscamos, adicionalmente, acoplar el movimiento de gas en la roca con los cambios medibles a distancia con un gravímetro.

El calor es un estado particular de energía. Los medios porosos revisten un interés notable tanto para potenciar como para amortiguar la transferencia de calor en distintas aplicaciones. Una, bastante espectacular, es el empleo de los huecos mineros asociados a pozos ya clausurados como fuentes de energía calorífica. Un proyecto en marcha es la caracterización conceptual y modelización numérica de los procesos de flujo y transferencia de calor de un pozo minero de carbón que ya no está en activo, de cara a optimizar los parámetros de explotación geotérmica.

Las modelizaciones numéricas se llevan a cabo empleando softwares comerciales como MODFLOW, FEFLOW y COMSOL. Programamos nuestro propio código cuando es necesario. La conexión entre flujo en medio poroso y geofísica, hidrogeofísica, se muestra en algunos proyectos paradigmáticos.

El estudio y modelización numérica de los procesos físicos de acoplamiento entre gravimetría y flujo en medio poroso son el objetivo principal de la tesis de Andrés González Quirós. En su tesis se intenta averiguar en qué medida y cómo una campaña gravimétrica en superficie puede aportar información complementaria o novedosa respecto a observaciones clásicas obtenidas con ensayos de bombeo sobre un acuífero libre. Este tipo de acuíferos tienen gran importancia.