Modelo de flujo multifásico no isotermo y de transporte reactivo multicomponente en medios porosos

Resumen

La motivación de esta Tesis radica en el desarrollo de herramientas numéricas para el estudio y predicción del comportamiento acoplado térmico, mecánico, hidrodinamico y geoquimico de los materiales arcillosos que se pretenden utilizar como barreras de ingenieria en los repositorios de residuos radiactivos, Con el fin de responder a las necesidades del Proyecto FEBEX (Full Scale Engineered Barriers Experiment) ha sido necesario el desarrollo de modelos conceptuales y numéricos termo-hidrogeoquímicos(THG). Para ello, se ha desarrollado un codigo THG(FADES-CORE) para simular y predecir el comportamiento THG de la barrera arcillosa. FADES-CORE permite la simulación termo-hidro-geoquímica de medios porosos parcialmente saturados con flujo multifásico. Dada la complejidad que presentan los medios porosos se ha adoptado una idealización de su estructura y composición, así como de los procesos fisicos y quimicos que en ellos ocurren. Se ha supuesto que están constituidos por una fase liquida compuesta por agua móvil, aire disuelto en ella y solutos, por una fase gaseosa cuyas únicas especies son el vapor de agua móvil, aire disuelto en ella y solutos, por una fase gaseosa cuyas únicas especies son el vapor de agua y el "aire seco", y por una matriz sólida constituida por fases minerales. Se han formulado las ecuaciones tanto del balance de masa del agua, del aire, de los solutos, como del transporte de calor y de equilibrio de las reacciones químicas del sistema. Por otra parte, se han analizado los procesos de cambio de fase y equilibrio térmico y reacciones quimicas consideradas incluyen: complejación acuosa, acido-base, oxidación-reducción, disolución-precipitación de fases minerales, disolución de gases, intercambio catiónico y adsorción. Por ota parte, también se consideran procesos de desintegración radiactiva y de exclusión aniónica. FADES-CORE utiliza bases de datos termodinámicas obtenidas a partir del