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[ES] El objetivo del trabajo es implementar un método de penalización de Brinkman (BPM) en un software de dinámica de fluidos computacional (CFD) utilizando un solver de volúmenes finitos. El BPM fue originalmente propuesto para modelar flujos viscosos incompresibles mediante la penalización de la ecuación de cantidad de movimiento. La idea principal del trabajo es aplicar este método para así modelar flujos en medios porosos. La implementación del método llevada a cabo en este trabajo requiere algunas derivaciones matemáticas para su correcta inclusión en un solver numérico, reformulando las matrices utilizadas en una discretización de las ecuaciones de Navier-Stokes. Una vez implementado el BPM, se procede a su validación mediante la realización de ensayos experimentales en condiciones conocidas. Tras una validación satisfactoria, se procede a optimizar el código para reducir el coste computacional del software., [EN] The objective of the thesis is to implement a Brinkman penalisation method (BPM) in computational fluid dynamics (CFD) software using a finite volume solver. The BPM was originally proposed to model viscous incompressible flows by penalising the momentum equation. The main idea of the thesis is to apply this method to model flows in porous media. The implementation of the method carried out in this project requires some mathematical derivations for its correct adaptation in a numerical solver, reformulating the matrices used in a discretisation of the Navier-Stokes equations. Once the BPM has been implemented, it is validated by means of experimental tests under known conditions. After successful validation, the code is optimised to reduce the computational cost of the software.

During the last decade, the injection of nanofluids in hydrocarbon fields has been of increasing interest, as an enhanced oil recovery (EOR) technique. Specifically, when applying this technique, search among others, i.) improve the mobility of the hydrocarbon, change the matrix wettability from oil to water, ii.) increase the amount of saturates and aromatics at the expense of the asphaltenes found in the improved hydrocarbon (The -Diasty & Aly, 2015). In general, it has been found that the injection of nanofluids has improved recovery by up to 10%. Therefore, it becomes relevant to generate a phenomenological model that allows the description of the system and the obtaining of relevant information on the process. The novelty of the study of the nanofluid injection problem is that it proposes a deterministic / probabilistic hybrid model, which presents two reference frameworks in its development. First, an Eulerian framework, where the transport of mass of the fluid phases present in the porous medium and energy is considered deterministically and second, a Lagrangian framework, which considers a probability density function that evolves to through the Fokker-Planck equation, giving to the probabilistic component model. Here, the Lagrangian part emerges from the solution of the probability equation obtained by finding the marginal PDFs. For example, if the marginal PDF is found in the position space, the Fokker equation - Planck converts to the probabilistic advection-diffusion equation. Now, to solve this advection-diffusion equation, a Lagrangian method is used. In the particular case of the study the stochastic particle method (SPM) will be used. Some of the results obtained with this work are: first, the extension of the SPM to the description of components such as tracers and nanoparticles is achieved. For this, it is necessary consider non-equilibrium phenomena, such as retention / mobilization. Furthermore, the probabilistic transport model is validated using a commercial simulator and experimental data (Li, et al., 2015). Also, the model is applicable under multiphasic, multidimensional and non-isothermal flow conditions. Among the conclusions obtained from this study are: first, the equivalence between the hybrid and deterministic methods, second, the additional information provided by the hybrid model associated with statistical moments such as standard deviation and the evaluation of PDF's, third, the representation without the use of mesh of the phenomenology associated with the system, e.g, positioning of concentration fronts. All this opens a branch of possibilities to the use of the SPM to the description of other components such as surfactants, polymers or mixtures of these. Finally, the SPM can be expanded to the description of other fields such as temperature, among others. Durante la última década, la inyección de nanofluidos en yacimientos de hidrocarburos como técnica de recobro mejorado de petróleo (EOR) ha tenido un interés creciente. Específicamente, al aplicar esta técnica, se busca entre otras, mejorar la movilidad del hidrocarburo, cambiar la humectabilidad de la matriz de aceite a agua, incrementar la cantidad de saturados y aromáticos a expensas de los asfáltenos que se encuentren en el hidrocarburo mejorado (El-Diasty & Aly, 2015). En general, se ha encontrado que la inyección de nanofluidos ha mejorado el recobro hasta en valores 10%. Por tanto, se hace relevante generar un modelo fenomenológico que permita la descripción del sistema y la obtención de información pertinente sobre el proceso. Lo novedoso del estudio del problema de inyección de nanofluidos, es que propone un modelo hibrido determinista / probabilista, el cual presenta en su desarrollo dos marcos de referencia. De un lado, un marco Euleriano, donde se considera el transporte de masa de las fases fluidas presentes en el medio poroso y la energía de forma determinista y de otro lado, un marco Lagrangiano, que inicialmente considera una función de densidad de probabilidad que evoluciona a través de la ecuación de Fokker-Planck, otorgándole al modelo de la componente probabilista. Aquí, la parte Lagrangiana emerge de la solución de la ecuación de probabilista que se obtenga al encontrar las PDF marginales. Por ejemplo, si se encuentra la marginal en el espacio de la posición, se obtiene la ecuación de Fokker – Planck se convierte en la ecuación de advección-difusión probabilística. Ahora para dar solución a esta ecuación de advección-difusión, se utiliza un método Lagrangiano. En el caso particular del estudio se utilizó el método de partículas estocásticas SPM. Algunos de los resultados obtenidos con este trabajo son: primero, se logra la extensión del SPM a la descripción de componentes como trazadores y nanopartículas, dotándolo de modelos que consideran fenómenos de no equilibrio como retención / movilización. Además se valida el modelo de transporte probabilista usando un simulador comercial y datos experimentales. Adicionalmente, el modelo es aplicable bajo condiciones de flujo multifásico, multidimensional y no-isotérmico. Dentro de las conclusiones obtenidas de este estudio se encuentran: primero, la equivalencia entre los métodos hibrido y determinista, segundo, la información adicional que brinda el modelo hibrido asociado a momentos estadísticos como la desviación estándar y la evolución de las PDF’s, tercero, la representación sin el uso de malla de la fenomenología asociada al sistema representado por ejemplo en el posicionamiento de frentes de concentración. Todo esto abre una rama de posibilidades al uso del SPM a la descripción de otros componentes como surfactantes, polímeros o mezclas de estos componentes. Finalmente, el SPM puede expandirse a la descripción de otros campos que afectan el medio poroso como temperatura, entre otros Colciencias y ANH COLCIENCIAS y ANH por el soporte dado en el contrato 272-2017 Doctorado

espanolEn este trabajo se presenta una nueva correlacion en una dimension que permite cuantificar el porcentaje de dano, que se presenta por la reduccion de permeabilidad debido a la acumulacion de CaCO3 en el medio poroso. La innovacion de esta correlacion es la combinacion de parametros termodinamicos e hidrodinamicos para cuantificar el porcentaje de dano en las muestras de Berea. El desarrollo de la correlacion fue basado en un diseno experimental a escala de laboratorio que intenta simular las condiciones de yacimiento que favorecen al dano de formacion por este mecanismo. La correlacion propuesta predice el porcentaje de dano con un 85% de ajuste de los datos experimentales. Esta correlacion fue validada para permeabilidades alrededor de 180 md, las velocidades de flujo utilizadas varian entre 1 y 10 ft / dia, y contempla valores caracteristicos de concentracion de iones Ca2+ (250 y 650 ppm) presentes en las aguas de formacion de campos colombianos.Palabras clave: Dano a la formacion, Aseguramiento de flujo, Acumulacion, Medio poroso, CaCO3, Correlacion. EnglishAn experimental methodology was designed for recreate the CaCO3 continuous deposition in a porous media, displacing synthetic brines made of a typical composition of Colombian Field’s formation water, in known permeability Berea Plugs at different temperatures and different flow rates. The factorial experimental design used allowed to correlate thermodynamic parameters (represented by concentration of Ca++ and temperature) and hydrodynamic (represented by injection rate) during the entire displacement tests of brine in rock, in which the permeability reduction was thoroughly monitored, reaching values up to 90%. The proposed correlation in this study was developed with the aid of statistic software, which allows predicting the permeability reduction percentage due to CaCO3 scales, with an 85% data adjustment. This correlation was validated through another set of experimental tests, using several flow rates (1-3 cm3 / min), several temperatures (150-250 F) and different concentration of Ca++ ion in the synthetic brines (250-750 ppm).Keywords: Formation Damage, Flow Assurance, Accumulation, Porous Media, CaCO3, Correlation.

Hydraulic conductivity is a key parameter governing groundwater flow processes. In this work, hydraulic conductivity was upscaled with the objective of assessing the optimal value of the p-power parameter (of the power averaging upscaling approach) that minimizes the discrepancy between the capillary pressure calculated with fine hydraulic conductivity fields, and the capillary pressure computed with upscaled fields in a two-dimensional unsaturated infiltration problem. The analyses were framed in a probabilistic context, where hydraulic conductivity is conceptualized as a random process in space. Values of p in the interval [-1,1] to scale the hydraulic conductivity under four different infiltration rates were tested. Gaussian and non-Gaussian random hydraulic conductivity fields were analyzed. An optimum p between geometric and harmonic means was found for all the infiltration rates. As a result, the optimum p-power can diminish the capillary pressure error almost to the half, depending on the infiltration rate of the problem and the employed fields. Resumen: La conductividad hidr´aulica es un parametro clave en los procesos de flujo en el medio geol´ogico. En este trabajo, la conductividad hidr´aulica no saturada fue escalada con el objetivo de determinar el valor ´optimo del par´ametro p (del m´etodo de escalado basado en promedios de potencias) que minimice la diferencia entre la carga hidr´aulica media calculada empleando un campo de conductividades fino y la carga hidr´aulica media calculada con un campo de conductividades escalado en un problema bidimensional de infiltraci´on. Se emple´o un enfoque probabilistico en el que la conductividad hidr´aulica se entiende como un proceso aleatorio en el espacio. Para escalar los campos de conductividad hidr´aulica se probaron valores del par´ametro p que se encontraran dentro del intervalo [-1,1] y se trabajaron cuatro tasas de infiltraci´on diferentes. Campos Gaussianos y no Gaussianos de conductividad hidr´aulica fueros analizados. Se encontr´o que el valor ´optimo del par´ametro p se encuentra entre la media geom´etrica y la media armonica para cualquier tasa de infiltraci´on. Como resultado, valores ´optimos del parametro p pueden disminuir el error en la carga hidr´aulica casi a la mitad, dependiendo de la tasa de infiltraci´on del problema y el tipo de campos empleados. Maestría

En este trabajo se presenta el diseño del observatorio tecnológico y social como plataforma tecnológica en la Escuela Superior de Cuadros del Estado y del Gobierno (ESCEG), el cual servirá para gestionar y socializar información y conocimiento, que se recuperen a través de estudios de vigilancia tecnológica, donde sus actores principales serán profesores, especialistas en gestión de información, investigadores y estudiantes del centro.

En este trabajo se presenta una metodología experimental para estudio de la adsorción mediante métodos dinámicos simulando las condiciones de flujo, temperatura y presión de un proceso de recobro mejorado con surfactantes dispersos en gas y disueltos en solución acuosa. En primera instancia y durante toda la investigación se realiza una permanente búsqueda bibliográfica para mantener vigilancia tecnológica de procesos que estudien este fenómeno o similares que puedan complementar y aportar al trabajo. Se realizan pruebas de laboratorio a alta presión y temperatura yacimiento representativa de formaciones del Piedemonte Llanero Colombiano, en contraste con la mayoría de los trabajos que estudian la adsorción dinámica a condiciones ambiente. En primer lugar, se corren las pruebas de adsorción dinámica para un sistema en donde a una roca de afloramiento de la formación Mirador se le inyecta surfactante transportado en salmuera, se toman efluentes a la salida del sistema y se llevan al espectrofotómetro UV-vis con el fin de saber la concentración del efluente para realizar el balance másico que permita saber la cantidad adsorbida. La prueba termina cuando la concentración de entrada es igual a la de salida. Luego se inyecta el fluido de acarreo, en este caso salmuera, para construir la curva de desorción. Finalmente se ejecuta un procedimiento análogo, pero inyectando surfactante disperso en gas, y con muestreos únicamente volumétricos debido a que los efluentes son surfactante puro en volúmenes muy pequeños. Ya con los datos de las pruebas experimentales de adsorción dinámica se procede a ajustarlos con los modelos de Langmuir y Freundlich. Abstract: This work presents an experimental methodology for the study of adsorption by dynamic methods that simulate the flow conditions, temperature and pressure of an improved recovery process with surfactants dispersed in gas and dissolved in aqueous solution. In the first instance and throughout the investigation, a permanent literature search is carried out to maintain technological surveillance of processes that study this phenomenon or similar ones that can complement and contribute to the work. Laboratory tests are carried out at high pressure and temperature representative of formations of the Piedemonte Llanero Colombiano, in contrast to most works that study the dynamic adsorption to ambient conditions. First, dynamic adsorption tests are carried out for a system where surfactant transported in brine is injected to an outcrop rock of the Mirador formation. Effluents are taken at the exit of the system and taken to the UV-vis spectrophotometer to know the concentration of the effluent to perform the mass balance that allows to know the amount adsorbed. The test ends when the input concentration is equal to the output concentration. Then the transport fluid is injected, in this case brine, to build the desorption curve. Finally, an analogous procedure is carried out, but by injecting dispersed surfactant in gas, and with only volumetric sampling because the effluents are pure surfactant in very small volumes. Already with data from experimental tests of dynamic adsorption proceeds to adjust to Langmuir and Freundlich models Maestría

La inyección de nanofluidos es una técnica de reciente desarrollo en el recobro mejorado de petróleo. El principal inconveniente de esta técnica son las incertidumbres fenomenológicas asociadas al proceso. El objetivo principal de esta tesis es desarrollar un modelo de base fenomenológica para simular las interacciones físico-químicas que ocurren durante la inyección de nanofluidos reductores de viscosidad en yacimientos de crudo pesado. En este trabajo se presentan los fundamentos teóricos asociados a los fenómenos involucrados entre los crudos pesados, el contenido de asfaltenos y las nanopartículas. El modelo planteado en esta tesis tiene en cuenta los fenómenos de transporte, transferencia y de superficie presentes durante la etapa de inyección del nanofluido en el pozo y en la posterior etapa de producción. Como estrategia de solución al conjunto de ecuaciones diferenciales parciales que componen el modelo matemático se aplica el método volúmenes finitos (FVM). La solución al sistema de ecuaciones no lineales resultantes se obtiene mediante el Método de Newton. La validación del modelo se realiza a partir de pruebas experimentales realizadas en la Universidad Nacional de Colombia. De acuerdo a los resultados, el modelo conceptual y matemático propuesto representa significativamente los fenómenos involucrados en el uso de nanofluidos reductores de viscosidad en yacimientos de crudo pesado al interior de la formación. Luego se realiza el escalado de las condiciones de flujo que se presentan en las pruebas de laboratorio a condiciones de yacimiento. Finalmente, se realiza la simulación de diferentes esquemas de estimulación en un modelo de pozo en coordenadas cilíndricas, donde se realizan sensibilidades a las variables del modelo. Abstract: Nano-fluids injection is a recent technique in enhanced recovery processes. However, there are phenomenological uncertainties associated with this procedure. The main objective of this thesis is to develop a phenomenological-based model to simulate the physico-chemical interactions that occur during the injection of viscosity reducing nanofluids in heavy oil reservoirs. First, the theoretical foundations associated with the phenomena involved in heavy oil, asphaltene content and nanoparticles are presented. The proposed model considers the transport, transfer and surface phenomena during the nanofluid injection and at the late stage of production. The strategy applied for solving the set of differential and partial equations that compose the mathematical model is the finite volume method (FVM). Then, the solution of the resulting system of non-linear equations is obtained by Newton's method. The validation of the model is based on experimental tests carried out at the Universidad Nacional de Colombia. According to the results obtained in this work, the proposed conceptual and mathematical model represent well the phenomena related to the use of viscosity reducing nanofluids in heavy crude oil deposits. Thus, the up-scaling of flow conditions is performed from laboratory tests to reservoir conditions. Finally, the simulation of different prediction schemes in a single-well model in cylindrical coordinates are performed, where the sensitivities of the model variables are studied. Maestría

Fil: Elizalde, Emanuel. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería Química; Argentina. Se estudia el llenado capilar de estructuras porosas con aplicación a microfluídica. La dinámica del movimiento de un líquido penetrando en un sustrato poroso queda determinada por la interacción de ambos. En este sentido se plantea el problema inverso del llenado capilar, consistente en identificar la geometría interna de un capilar a partir de los datos cinemáticos del llenado. La posibilidad de identificar de forma no destructiva la geometría interna de nanocanales es de particular interés en la caracterización de matrices nanoporosas. El perfil longitudinal del radio interno de los nanoporos (

In this paper is presented a developed model for a pollutant diffusion in a soil-water system, for specific conditions in a real study area. A model that allows the observations of the pollutant flow in the soil-water system and its behavior and interaction with the different system elements, is searched with the purpose of orientate and support the processes and techniques application for the pollutant soil and water remediation. The basic model conditions are: 1) The pollutant is introduced to the soil. 2) The pollutant flows from the soil to the water. 3) The introduced pollutant concentration is variable during the process. 4) The pollutant may saturate the soil. 5)The pollutant is adsorbed by the soil. 6) The model is developed in 2D, with the possibility to be expanded to 3D. The model uses a cellular automata that contains different zones with their own function rules. There are four considerate zones: i) Introduction of the pollutant zone. ii) Soil zone (a porous media). iii) Soil-water interaction zone. iv) Water zone. En este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo de difusión de contaminantes en un sistema suelo-agua bajo condiciones específicas de un medio real en estudio. El propósito de dicho modelo es permitir la observación del flujo del contaminante en el sistema suelo-agua y su comportamiento al interactuar con los diferentes elementos del sistema con la finalidad de orientar y apoyar los procesos y la aplicación de las técnicas de recuperación de suelos y aguas contaminadas. Las condiciones básicas para el diseño del modelo son: 1)El contaminante es introducido en el suelo. 2) El contaminante fluye del suelo al agua. 3) La concentración del contaminante introducido es variable durante el proceso. 4) El contaminante puede llegar a saturar el suelo. 5) El contaminante es adsorbido por el suelo. 6) El modelo se realiza en 2D, con posibilidad de extenderlo a 3D. El modelo utiliza un aut ?mata celular, el cual contiene diferentes zonas con sus propias reglas de funcionamiento. Se consideran cuatro zonas en el modelo: i) Zona de introducción del contaminante. ii) Zona del suelo (un medio poroso). iii) Zona de interrelación del suelo-agua.v) Zona del agua.

Esta investigación tuvo por objeto comparar los resultados de aplicar un modelo de aproximación de área de flujo de filamentos triangular y un modelo riguroso para el cálculo del área transversal de flujo. Se realizó un montaje experimental para visualizar el agotamiento de un puente de líquido dentro de un capilar debido a la formación y avance de filamentos en las esquinas. Se determinó la velocidad de agotamiento del puente de líquido para tres sustancias y, por medio de un balance de masa, el caudal desplazado por los filamentos líquidos. El área transversal de flujo para cada filamento fue determinada por dos modelos, uno aproximando el área a un triángulo y otro riguroso considerando la geometría de la esquina y la curvatura de la superficie libre de los filamentos. La velocidad de flujo de los filamentos también fue calculada para cada uno de los casos, considerando los efectos de la fuerza de gravedad despreciables. Los resultados para cada modelo fueron comparados y se encontraron diferencias significativas en el valor de las velocidades de flujo obtenidas en cada uno. El modelo riguroso proporcionó los valores más cercanos a los esperados dentro del régimen laminar para el flujo capilar. El modelo aproximado se alejó considerablemente de lo esperado, con diferencias que se incrementaron para ángulos de contacto menores debido al incremento de la curvatura de la superficie libre, llegando incluso hasta valores superiores al orden del 1000%. Se esperaría un incremento de las diferencias entre ambos modelos para radios de curvatura de esquina mayores (mayores imperfecciones). Se concluye que para el cálculo de las velocidades de flujo es necesario determinar el área transversal de los filamentos rigurosamente a fin de obtener resultados más cercanos a los reales. This research was aimed at comparing the results of applying a model for approximating the flow area of triangular filaments and a rigorous model for calculating the flow cross-sectional area. An experimental setup was built to display the exhaustion of a bridge of liquid within a capillary due to the formation and advance of filaments the corners. The depletion rate for liquid bridge for three substances was determined as well as the flow rate displaced by the liquid filaments, by using a mass balance. The cross-sectional flow area for each filament was determined by two models, one approximating the area to a triangle and the other more rigorous considering the geometry of the corner and the curvature of the free surface of the filaments. The flow rate of the filaments was also calculated for each case, considering the effects of the gravity force negligible. The results for each model were compared and differences in the value of the flow rates obtained in each one were found. The rigorous model provided the closest values to the expected ones within the laminar regime for capillary flow values. The approximate model is considerably away than expected, with differences increased for smaller contact angles due to increased curvature of the free surface, reaching even higher values of the order of 1000 %. An increase in the differences between the two models for bending radii larger corner (major imperfections) would be expected. We conclude that for calculating the flow velocities, the cross sectional area of the filaments must be strictly determined, in order to obtain values closest to the actual results.

[EN] The final master thesis begins putting in place the LBM method among the most used CFD techniques. In following sections it is deeply explained how LBM internally works. After understanding, the main advantages and disadvantages of LBM are summarized. One of the LBM strengths is the capacity to solve very complex geometries, such as porous media. Therefore, after creating some porous domains, a study is done to examine the model performance, as well as the fluid mechanics inside the porous media., [ES] El documento del trabajo de fin de máster comienza posicionando el método Lattice-Boltzmann entre todos los métodos más utilizados en Dinámica de Fluidos Computacional. A partir de entonces se hace una explicación en profundidad acerca de como funciona para más tarde hacer una breve descripción de sus debilidades y fortalezas. Una de esas fortalezas es la solución de geometrías de gran complejidad, como los medios porosos. Finalmente, haciendo uso de algunas de estas geometrías, se pasa a estudiar las cualidades del modelo así como la mecánica de fluidos dentro del medio poroso.

Se realizó un estudio del efecto de la porosidad y el tamaño de poro sobre las propiedades de transporte de hidrógeno en un medio poroso desordenado, utilizando Monte Carlo Cinético. Se corroboró la aleatoriedad de los poros en el medio, inscrito dentro de un retículo cúbico simple, calculando el umbral de percolación a partir del parámetro de orden. En cuanto al transporte de masa, los resultados sugieren que el tamaño del poro, variado entre 1 y 5 nm, sólo afecta a la difusividad efectiva si los valores de porosidad se encuentran cerca al umbral de percolación, y que dicha difusividad es prácticamente independiente de la concentración de las moléculas de H2. La simulación permitió caracterizar el comportamiento difusional anómalo en función de la porosidad, siendo este consecuente con el reportado previamente para retículos bidimensionales. The effect of porosity and pore size on transport properties of hydrogen in a disordered porous medium is studied by kinetic Monte Carlo. Therandomness of the pores in the medium, inscribed inside a simple cubic lattice, was corroborated by calculating the percolation threshold from the order parameter. In regard to mass transport, results suggest that pore size varied between 1 and 5 nm only affects the effective diffusion if porosity values are close to the percolation threshold. Moreover, such diffusivity is mostly independent of H2 molecules concentration. Simulation allowed tocharacterize the anomalous diffusional behavior as a function of porosity, and it is consequent to the previously reported results for two-dimensional lattices.

En este trabajo se presenta el desarrollo de un modelo de difusión de contaminantes en un sistema suelo-agua bajo condiciones específicas de un medio real en estudio. El propósito de dicho modelo es permitir la observación del flujo del contaminante en el sistema suelo-agua y su comportamiento al interactuar con los diferentes elementos del sistema con la finalidad de orientar y apoyar los procesos y la aplicación de las técnicas de recuperación de suelos y aguas contaminadas. Las condiciones básicas para el diseño del modelo son: 1) El contaminante es introducido en el suelo. 2) El contaminante fluye del suelo al agua. 3) La concentración del contaminante introducido es variable durante el proceso. 4) El contaminante puede llegar a saturar el suelo. 5) El contaminante es adsorbido por el suelo. 6) El modelo se realiza en 2D, con posibilidad de extenderlo a 3D. El modelo utiliza un autómata celular, el cual contiene diferentes zonas con sus propias reglas de funcionamiento. Se consideran cuatro zonas en el modelo: i) Zona de introducción del contaminante. ii) Zona del suelo (un medio poroso). iii) Zona de interrelación del suelo-agua. iv) Zona del agua. In this paper is presented a developed model for a pollutant diffusion in a soil-water system, for specific conditions in a real study area. A model that allows the observations of the pollutant flow in the soil-water system and its behavior and interaction with the different system elements, is searched with the purpose of orientate and support the processes and techniques application for the pollutant soil and water remediation. The basic model conditions are: 1) The pollutant is introduced to the soil. 2) The pollutant flows from the soil to the water. 3) The introduced pollutant concentration is variable during the process. 4) The pollutant may saturate the soil. 5) The pollutant is adsorbed by the soil. 6) The model is developed in 2D, with the possibility to be expanded to 3D. The model uses a cellular automata that contains different zones with their own function rules. There are four considerate zones: i) Introduction of the pollutant zone. ii) Soil zone (a porous media). iii) Soil-water interaction zone. iv) Water zone.

La Teoría de Flujo insaturado en materiales porosos relaciona la difusividad hidráulica con el contenido de agua, asumiendo una dependencia exponencial o potencial del contenido de humedad. La sortividad, es una propiedad que describe la velocidad de absorción capilar de un material poroso expuesto a una fuente de agua y un parámetro determinante de la calidad del recubrimiento del concreto armado. La literatura plantea que conociendo la sortividad, puede obtenerse la difusividad hidráulica. Este trabajo está basado en una investigación anterior desarrollada para conocer los efectos de curado en las propiedades de secado y absorción capilar de cuatro mezclas de concreto. El objetivo actual fue determinar la difusividad hidráulica de las mezclas de concreto, a partir de perfiles de contenido de humedad obtenidos por medio de Imaginología por Resonancia Magnética (IRM), así como de la sortividad según el método desarrollado por Lockington, y demostrar la validez de esta solución para los tipos de concreto ensayados. Los resultados mostraron que la dependencia exponencial y potencial de la difusividad con respecto al contenido de humedad no es aplicable en todos los tipos de concreto ensayados debido a efectos de rehidratación que pueden modificar el ingreso de agua por capilaridad. Unsaturated flow in porous media theory relates hydraulic diffusivity with water content assuming an exponential or power dependence on water saturation. Water sorptivity, a porous material property, describes the capillary absorption rate of a porous material exposed to a water source. It is an important parameter describing the concrete cover quality of reinforced concrete. Some authors suggest that knowing the sorptivity enables one to obtain the hydraulic diffusivity. This work is based on a previous research carried out to determine the effect of curing conditions on the drying and capillary water absorption of four concrete mixtures. The objective of this paper is to determine the hydraulic diffusivity of different concrete mixtures from water content profiles obtained with Magnetic Resonance Imaging (MRI) and from sorptivity, according to the method developed by Lockington and to demonstrate the validity of this solution for the concrete mixtures studied. Results showed that the exponential and power dependence of diffusivity with respect to the water content are not valid for all concrete types studied because rehydration effects may modify the capillary water ingress.

Se realizaron simulaciones del flujo a través de medios porosos 2D utilizando el método de Lattice-Boltzmann. Se estudió la relación que existe entre la porosidad y la permeabilidad, que son parámetros importantes para caracterizar un medio poroso. Se ha demostrado que el de Lattice-Boltzmann es un método adecuado para resolver la ecuación de Navier-Stokes incompresible. Dado el carácter local del método, es adecuado para condiciones de contorno de geometría compleja. Los medios porosos usados en estas simulaciones están constituidos por obstáculos de tamaño uniforme. Se encontró que el parámetro relevante que controla la permeabilidad, en estas condiciones es la distancia media entre obstáculos, lo que resulta un aporte original al tema. The flow through porous media was simulated in 2D using the Lattice-Boltzmann method.. The relation between porosity and permeability, which are important parameters to characterize porous media has been studied. The Lattice-Boltzmann method has been established to be a suitable procedure for solving incompressible Navier-Stokes equation in porous media given its local character. The media used in this work were built as a random distribution of circular obstacles with uniform diameter. It has been found that a relevant parameter that controls the permeability is the mean distance between obstacles, which is an original contribution to this subject. Fil: Etcheverry, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina Fil: Müller, Darío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina Fil: Cachile, Mario Andres. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Grupo de Medios Porosos; Argentina

Se presenta una metodología teórico-experimental para determinar los coeficientes intersticiales de transferencia de calor pro-medio en el flujo radial de agua a través de un lecho de empaque de polietileno donde el fluido no está en equilibrio térmico con la fase sólida. Los coeficientes de transferencia de calor se obtienen a través del Single Blow Transient Method combinando los resultados experimentales en un banco de ensayo con las soluciones numéricas del modelo matemático. El sistema de ecua-ciones diferenciales parciales generado en el modelo matemático es resuelto a través de una metodología numérica basada en el método de volúmenes finitos. Las pruebas experimentales y las soluciones numéricas se realizaron para diferentes valores de velocidad superficial del fluido a la entrada del lecho y para diversos valores de porosidad del medio, obteniéndose que los números de Nusselt aumentan al incrementarse el número de Reynolds, y de igual manera, también aumentan al disminuir la porosidad del medio, observándose valores de Nusselt hasta de 2,8 para una porosidad de 0,375 y un número de Reynolds de 650. A numerical-experimental methodology was used for determining interstitial heat transfer coefficients in water flowing through po-rous media where it was not in heat balance with the solid phase. Heat transfer coefficients were obtained through the single blow transient test method, combining experimental test equipment results with a mathematical model’s numerical solution. The partial differential equation system produced by the mathematical model was resolved by a numerical finite volume method-ba-sed methodology. Experimental tests and numerical solutions were satisfactorily carried out for different values from the fluid’s surface speed from the entrance to the bed and for different porosity values, finding that Nusselt numbers increased when Reynolds numbers also increased and that Nusselt numbers increased when porosity decreased. A 650 Reynolds number and 0.375 porosity gave a Nusselt number of up to 2.8.

Se presentan los resultados del estudio numérico llevado a cabo sobre la difusión de dos especies en geometrías confinadas: celdas de Hele-Shaw y medios porosos bidimensionales. Las simulaciones se realizaron utilizando un esquema de Lattice-gas basado en el modelo FHP-III modificado para trabajar con dos especies con propiedades distintas, pero indistinguibles para las colisiones. Los medios porosos se simularon con obstáculos circulares distribuídos al azar. Se implementó una fuerza constante diferenciada para cada especie que, para cierta combinación de parámetros, provoca la aparición de inestabilidades. Se caracterizó de manera cualitativa la influencia que tiene la presencia de los medios porosos sobre las evoluciones tanto en presencia como en ausencia de una fuerza Results of the numerical study developed on two species in confined geometries: Hele Shaw cells and porous media are presented. The simulations were performed using a lattice-gas scheme, based on the FHP-III model modified in order to allow the existence of two different species of particles, but equivalent in the collisions. The porous media were simulated with random-distributed circular obstacle. A constant force for each species was implemented and for certain parameter values, induces the onset of instabilities. The influence of the porous media on the fluid evolution with and without force was qualitatively characterized Fil: Müller, D.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Grupo de Medios Porosos (UBA-FI). Buenos Aires. Argentina Fil: D’Onofrio, Alejandro Gustavo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Grupo de Medios Porosos (UBA-FI). Buenos Aires. Argentina Fil: Cachile, Mario Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Grupo de Medios Porosos (UBA-FI). Buenos Aires. Argentina

Se desarrolló un método que emplea ultrasonido con una frecuencia de 40 KHz para la toma de medidas de contenido de humedad en sitios porosos, tales como granos biológicos y suelos agrícolas, en forma no destructiva y en tiempo real. El método se basa en el empleo de un sistema de transductores de ultrasonido de tipo piezoeléctrico, conformado por transductor emisor y transductor receptor enfrentados, ubicados en el interior del medio poroso con una separación de 10cm. El método se evaluó en un medio inerte, arena gruesa, y un medio biológico, arroz paddy variedad Fedearroz 50, con el objetivo de estudiar la respuesta del sistema en dos medios con características distintas y diferentes capacidades de retención de humedad. Se hizo énfasis en los aspectos ingenieriles del método para la propagación acústica en medios porosos, en el desarrollo de circuitos electrónicos, de sistemas de aquisición de datos y de software en C++ OOP y Matlab, para la administración de la información. A method to measure water content in porous media, such as solis and grains, was developed as a real time nondestructive test. The method was based on piezoelectric ultrasonic transducers as a sensor system. Transmiters and receivers was developed to administrate the sensors system and ultrasonic signal. Transmiters and receivers are placed facing each other and located inside the porous media 10 cm apart. The method was evaluated in two porous meda, namely a column 30 cm coarse sand and a paddy rice variety Fedearroz 50, in order to evaluate the sensors system performance in two different porous media with different water holder capacity. Tools were developed for data acquisition, capacity of 16 analog signal, 12 bits resolution. Electronic circuits, C++ OPP programming and Matlab were used. The results showed a monotonically increment of millivolts as a response of the transducer as the water content was decreasing

La experimentación y posterior modelización de los procesos de transporte y transferencia de calor y de masa en medios poroso saturados encuentra un gran número de dificultades que se derivan fundamentalmente de la heterogeneidad del propio medio, de la metodología de su parametrización estructural y física para asimilarlo a un medio continuo.Los objetivos planteados en la presente tesis se han orientado hacia un mejor conocimiento de la influencia de diversos parámetros estructurales del medio poroso, así como de las propiedades de las substancias que constituyen la matriz sólida y la fase fluida saturante, en las características de ebullición de un medio poroso inicialmente saturado, calentado por su frontera inferior y limitado por una capa superior del mismo líquido saturante.A tal fin, se ha estudiado la influencia de la estructura del medio poroso (granular o fibrilar) y de la naturaleza de la sustancia que constituye la matriz sólida sobre la permeabilidad del medio poroso al agua y a una solución acuosa de tensioactivo, de baja concentración. Así mismo se ha estudiado la influencia respecto a la conductividad y difusividad térmicas efectivas en régimen no estacionario. Por último, utilizando la misma variedad de medios porosos saturados, se estudia el proceso de ebullición hasta que se alcanzan condiciones de "dryout", y se analizan las consecuencias que resultan de la variación de la estructura física del medio poroso, de la naturaleza de la sustancia que constituye su matriz sólida y de las propiedades del fluido saturante.En lo referente a las características fluidodinámicas y térmicas de los medios porosos estudiados se ha podido concluir:- La adición de un tensioactivo al agua saturante del medio poroso produce un comportamiento diferente según la naturaleza del sólido: en caso de inorgánica (arena) ocasiona un aumento de la permeabilidad intrínseca, mientras que en caso de orgánica (fibras de algodón) produce una reducción tanto mayor cuanto menor es la porosidad del medio poroso. Las causas de este diferente comportamiento, son las notables diferencias de absorción del tensioactivo según el tipo de sólido (orgánico o inorgánico) y la mejora substancial de la humectación de la superficie del sólido inorgánico por el fluido lo que activa la eficacia de desplazamiento de toda fase no acuosa adsorbida o retenida entre partículas.- La difusividad térmica efectiva promediada espacialmente tiende al valor de la difusividad del componente del medio poroso de menor difusividad térmica a medida que transcurre el tiempo de calentamiento.- La difusividad térmica efectiva de los medios porosos saturados en los que s / l < 1 se aproxima a la de la fase líquida; en los medios para los que s / l >> 1, dicha difusividad térmica efectiva es un grado de orden superior a la de la fase líquida.- La adición de tensioactivo a la fase líquida saturante provoca la disminución de la conductividad térmica efectiva de medio poroso saturado en aquellos en que la fase sólida es granular e inorgánica.En lo referente al proceso de calentamiento de un medio poroso saturado hasta ebullición-"dryout" de su fase líquida se ha descrito un modelo físico de comportamiento de los diferentes medios porosos que comporta las siguientes fases:i) Calentamiento del medio hasta la temperatura de saturación de su fase líquida, con evidente aumento de volumen de las fases sólida y líquida por dilatación térmica.ii) Proceso de evaporación con formación de una capa bifásica cuya frontera superior se desplaza a la velocidad del frente de vapor. Simultáneamente se produce una disminución de la presión fluidoestática en la frontera de la capa bifásica, lo que se traduce en una reducción del reflujo de líquido hacia la placa calefactora.iii) Total desaturación de la entrefase medio poroso-placa calefactora al recibir por reflujo menos líquido del que es capaz de evaporar la placa calefactora. Aparición del "dryout" y elevación progresiva de la temperatura de la placa.iv) Aparición, en algún caso, de un fenómeno de basculamiento de la fase líquida desde la capa subenfriada a la zona desaturada del medio poroso., A large number of difficulties are found in the experimentation and later modelization of transport and transfer heat and mass process in saturated porous media, which basically derive from the heterogeneity of the medium, the methodology of structural and physic parameterization to assimilate it to a continuous medium.The raised aims in this doctoral thesis have been directed towards a better knowledge of the influence of several structural parameters of the porous medium, as well as of the properties of the solid matrix and the saturating fluid phase, in the characteristics of boiling of an initially saturated porous medium, heated by its lower boundary and limited by an upper layer of the same saturating liquid.For this, the influence of the structure of the porous medium (granular or fibrous) and the nature of the solid matrix on the permeability to water and to a surfactant solution of lower concentration have been studied. The influence in relation to effective thermal conductivity and diffusivity in unstationary regime has also been studied. Finally, the boiling process until to achieve dryout conditions has been studied, and the consequences result from the variation of the physical structure of the porous medium, the nature of the solid matrix and the properties of the saturating fluid have been analyzed.About the fluid dynamic and thermal characteristics of the porous media studied, the thesis concludes that:- The addition of a surfactant to the saturating water of the porous medium produces a different behaviour depending on the nature of the solid: in inorganic matrix (sand) occasions an increase in the intrinsic permeability, whereas in organic matrix (cotton fibres) produces a decrease as greater as smaller is the porosity of the porous medium. The reasons of this different behaviour are the notable differences of absorption of the surfactant depending on the sort of solid matrix (organic or inorganic) and the important increase of the wetting of the inorganic solid's surface by the fluid activating the displacement of all adsorbed or retained not watery phase between particles.- The spatially averaged effective thermal diffusivity tends to the value of the diffusivity of the component of the porous medium with lower thermal diffusivity throughout the boiling process.- The effective thermal diffusivity of the saturated porous media which have s / l < 1 approaches to of the liquid phase; in the media with s / l >> 1, the effective thermal diffusivity is a grade of upper order to the of liquid phase.- The addition of surfactant to the saturating liquid phase gives rise to the decrease of the effective thermal conductivity of the saturated porous medium with granular and inorganic solid phase. A physical model of behaviour of the different saturated porous media concerning heating process until to achieve dryout conditions has been described considering the next phases:i) Heating of the medium until the saturation temperature of its liquid phase, with evident increase of volume of the solid and liquid phases by thermal dilatation.ii) Evaporation process with creation of a biphasic layer whose upper boundary displaces to the velocity of the vapour front. Simultaneously a decrease of the fluid static pressure in the boundary of the biphasic layer is produced, what result in a reduction of the reflux of liquid towards the heating plate.iii) Total unsaturation of the porous medium-heating plate interphase caused by to receive less liquid by reflux that the heating plate is capable of evaporating.iv) Appearance, in some case, of a fast phenomenon of turn upside down of the liquid phase from subcooled layer to the unsaturated zone of the porous medium.

En este trabajo se presenta el estudio de las propiedades de transporte a través deun medio poroso de un trazador salino diluido en una solución de polímero. Los mediosporosos son fabricados a partir de microesferas de vidrio y pueden ser de simple o dobleporosidad. El objetivo del trabajo es utilizar las caracteristicas reofluidizantes de lassoluciones de polímero para aumentar la influencia de las heterogeneidades del medioporoso sobre el campo de velocidades de flujo y reforzar el contraste entre las zonas dealta y baja velocidad en el medio. Los experimentos consisten en la inyección de una solución salina de NaNO3 enel medio. La concentración de polímero permanece constante durante los mismos. En laentrada del medio se induce una variación abrupta de concentración de sal. A la salidadel mismo se obtienen las curvas de dispersión (variación de la concentración de sal enfunción del tiempo) por medio de medidas conductimétricas. El análisis de las curvas serealiza por medio de ajustes con modelos teóricos (en ciertos casos mediante laevaluación directa del ancho del frente) para determinar un coeficiente de dispersión (ladispersividad es igual a la relación entre el coeficiente de dispersión y la velocidadmedia del flujo). Los experimentos han sido realizados tanto con la técnica clásica de “transmisión”, donde se deja que el frente de variación de concentración atraviesecompletamente la muestra, como con la técnica de “eco” en la cual se invierte lavelocidad de flujo antes que el frente de variación de concentración llegue a la salida delmedio y en ese caso se detecta la variación de concentración en la entrada de la muestraporosa. Esta ultima técnica nos provee información complementaria sobre la presenciaeventual de heterogeneidades a gran escala (zonas estratificadas o canales de diferentepermeabilidad) donde la contribución al aumento de la \\dispersividad es particularmentereversible en relación al cambio de la dirección del flujo. En este trabajo fueron usadas soluciones reofluidizantes de un polisacáridoneutro (escleroglucano) de diferentes concentraciones: el exponente característico deldecrecimiento de la viscosidad con la velocidad de deformación varió entre 0.4 y 0.8 enel rango donde la variación puede ser aproximada por una ley de potencia. Las medidasde esfuerzos normales muestran que estas soluciones son muy poco elásticas. Losmedios porosos de simple porosidad utilizados están formados por empaquetamientosdc esferas de vidrio de un diámetro típico de l mm. Los medios de doble porosidadestán formados por granos porosos de diámetro dg= 500 μm y de porosidad 30% que seobtiene por medio del sinterizado de esferas de vidrio de diámetro 110 μm (los blocssinterizados son partidos y tamizados para obtener el grano poroso). Debido al pequeñocontrataste de densidad asociado a la presencia del trazador, podemos observarinestabilidades inducidas por la gravedad según el sentido del contraste de densidadentre el fluido inyectado y desplazado (el flujo es dirigido hacia arriba). Las medidas de dispersividad, realizadas con las soluciones Newtonianas,confirman la existencia de un aumento mucho mas fuerte de la dispersividad con elnumero de Péclet, para medios de doble porosidad que para los de simple. Esto seobserva para Pe del orden de 10 (el numero de Péclet Pe = Udg/Dm caracteriza larelación entre los efectos de la convección y la difusión molecular). Este aumento esdebido a la transición entre los regímenes de transporte convectivo y difusivo en elinterior de los granos y al hecho que a velocidades elevadas, donde el transporteconvectivo es dominante, el contraste de velocidad entre el interior y el exterior de losgranos aumenta la dispersión en relación al los medios de simple porosidad. Estacaracterística de aumento neto de la dispersividad con el número de Péclet songlobalmente conservadas para los medios de doble porosidad que hemos utilizado consoluciones poliméricas (siempre en el caso de configuración de desplazamiento estable). Para las soluciones de polímero, el resultado mas marcado es el hecho que, a unnumero de Péclet dado, observamos un aumento neto de la dispersividad con laconcentración de polímero (es decir con el exponente característico n de la variación dela viscosidad). Este resultado es atribuido a las características reofluidizantes de lasolución que incrementa el contraste entre los caminos de alta y baja velocidad quepudieran encontrarse dentro de un medio poroso. El aumento es particularmenteimportante a números de Péclet intermedios (del orden de algunas decenas) y, en estedominio de velocidades, las curvas de dispersión se apartan notablemente de laspredicciones clásicas de la ecuación de convección - difusión Gaussiana. Observamosun arribo anticipado del frente de variación de concentración - índice de la presenciaposible de caminos de flujo preferencial en el interior del medio -. Una primerexplicación natural es pensar en un aumento del contraste de velocidad entre el interiory exterior de los granos debido a las soluciones de polímero. Este aumento debería, sinembargo, en este caso ser particularmente fuerte a números de Péclet muy elevados locual no se observa experimentalmente. Por otra parte, este aumento significativo de ladispersividad se observa igualmente en los medios de doble porosidad y simpleporosidad. Una hipótesis complementaria es la presencia de heterogeneidades a granescala (canales preferenciales, estratificación, capas sobre las paredes ...) perocorresponden a contrastes relativamente débiles de permeabilidad. La influencia de lasmismas pueden ser considerablemente amplificadas por las soluciones reofluidizantes. Esta hipótesis a sido evaluada comparando los resultados de las mediciones dedispersión en transmisión y eco: la dispersividad medida con esta ultima técnica puedeen efecto ser reducida por la reversibilidad parcial del escalamiento del frente deconcentraciones asociado a presencia de heterogeneidades a gran escala. Hemosefectivamente observado una reversibilidad parcial neta de la dispersión para lassoluciones de polímero mas concentradas (η = 0.6) y mas débil para las menosconcentradas (η = 0.4) y despreciable para las soluciones newtonianas. Estos resultadostienden a confirmar la influencia - al menos parcial - de grandes heterogeneidades. Elloindica igualmente que un aumento considerable de la sensibilidad de las medidas dedispersión a la presencia de heterogeneidades débiles pudo ser obtenida utilizandosoluciones reofluidizantes en lugar de fluidos newtonianos elegidos en primer lugar parael transporte del trazador. Los electos de inestabilidad inducidos por gravedad en las configuraciones deflujo gravitacionalmente inestable son, sobre todo, importantes cuando las velocidadesdel flujo son bajas y los poros de gran tamaño. Para las soluciones newtonianas lasinestabilidades no son observables para números de Péclet superiores a 200: lasvariaciones de concentración verifican la ecuación de convección - difusión clásica (curvas de dispersión Gaussiana) y el coefieiente de dispersión medido es el mismo enla configuración estable e inestable de desplazamiento de los fluídos. Para los númerosde Péclet entre 50 y 200, las curvas poseen forma Gaussiana pero la dispersividad essuperior en el caso inestable. Para números de Péclet inferiores a 50, las curvas dedispersión se apartan sensiblemente de la solución de la ecuación de convección - difusión . Para los fluídos newtonianos (agua y solución de glicerol de viscosidad 7x10ˉ³ Pa.s), los valores de dispersividad dependen únicamente del número de Péclet tanto enel caso estable como en el caso inestable. Para los experimentos realizados con lassoluciones de polímero reofluidizante, las inestabilidades aparecen para un número de Péclet mas bajo que para las soluciones newtonianas. La diferencia es mas notoriacuando el exponente característico de la viscosidad es mas elevado. Este resultadoindica que el parámetro dominante que controla la aparición de las inestabilidades es laviscosidad de los fluídos y no la difusión molecular (esta posee el mismo valor para lassoluciones poliméricas que para el agua, mientras que la viscosidad aumenta). Ha sidoposible definir un criterio de aparición de las inestabilidades a partir del parámetro Gque representa la relación entre los gradientes de presión de origen hidrostático yviscoso (en el caso de soluciones reofluidizantes, el termino de viscosidad es calculado apartir del valor de la viscosidad efectiva en el medio poroso, valor deducido de medidasde gradientes de presión en función del caudal). Hemos encontrado un valor únicocritico Gc que caracteriza la apararon de las inestabilidades para diferentes soluciones Newtonianas y no-Newtoniana utilizadas en nuestros experimentos. In this work the study of the transport properties of a saline tracer diluted in apolymer solution through a porous medium is presented. The porous media aremanufactured with glass micro-spheres and they can be of simple or double porosity. The aim of this work is to use the characteristic non-newtonian of the shear thinningpolymer solution to increase the influence of the heterogeneities of the porous media onthe flow velocity field, and to reinforce the contrast between the high and the lowvelocity zones in the media. The experiments consist of the injection of a saline solution of NaNO3 in themedia. The polymer concentration remains constant during the experiences. At the inletof the sample an abrupt variation of the salt concentration is induced. At the outlet of thesample the dispersion curves are obtained (variation of the salt concentration as afunction of the time) by conductimetric measures. The analysis of the curves is carriedout by means of adjustments with theoretical models (in certain cases by means of thedirect evaluations of the Width of the front) to determine a dispersion coefficient (Thedispersivity is the ratio between the dispersion coefficient and the flow velocityaverage). The experiments have been carried out whith the classic "transmission"technique, where the concentration variation front is allowed to cross the samplecompletely, and with the " echo " technique in which the flow velocity is inverted beforethe front of concentration variation arrives at the exit of the media, and in that case theconcentration variation is detected at the inlet of the porous sample. The last techniqueprovides us complementary information on the eventual presence of heterogeneities on agreat scale (stratified areas or channels with different permeability) where thecontribution to the increase of the dispersivity is particularly reversible in relation to thechange of the flow direction. In this work shear thinning solutions of a neuter polysaccharide (escleroglucano)with different concentrations were used: the characteristic exponent of the viscositydecay with the deformation velocity varied between 0.4 and 0.8 in the range where thevariation can be approached by a power law. The measures of normal efforts show thatthese solutions are not greatly elastic. The simple porosity media used are formed bypackagings of glass spheres with a typical diameter of l mm. The double porosity mediaare formed by porous grains with diameter dg = 500 mm and with porosity 30% that oneobtains by grinding sintered glass spheres with diameter 11O mm (the sintered blocksare left and sifted to obtain the porous grain). due to the small density contrastassociated with the presence of the saline tracer, we can observe instability induced bythe gravity according to the sense of the density contrast between the injected fluid andthe displaced fluid (the flow is directed up). The dispersivity measures carried out with the Newtonian solutions, confirm thatthe increase of the dispersivity with the Péclet number for double porosity media isstronger than for those of simple porosity. This is observed for Pe of the order of 10 (the Péclet number, (Pe = Udg/Dm). this Pe characterises the ratio between the convectioneffects and the molecular diffusion effects). This increase is due to the transitionbetween the convective transport and diffusive transport inside the grains and to the factthat high velocities, where the convective transport is dominant, the velocity contrastbetween the inside and the outside of the grains increases the dispersion in relation tothe simple porosity media. This Characteristic, the net dispersivity increase with the Péclet number is globally conserved for the double porosity media that we have used (always in the stable displacement cases). The result, for polymer solutions, remarked the fact that, to a given Pécletnumber, we observe an increase of the dispersivity with the polymer concentration (withthe characteristic exponent "n" ofthe viscosity variation). This result is attributed to theshear thinning character of the solution that increases the contrast between the highvelocity and low velocity paths inside the porous media. The increase is particularlyimportant to Péclet numbers of the order of dozens, and in this velocity domain thedispersion curves move notably away from the classic predictions of the convection-diffusionequation. We observe a premature arrival of the concentration variation front,index of the possible presence of preferential paths flow in the media. We find a firstnatural explanation in the increase of the velocity contrast between the inlet and theoutlet of the grains due to the polymer solutions. This increase, however, would havebeen particularly strong to a high Péclet number that which is not observedexperimentally. On other hand. this significant dispersivity increase is observed equallyin the double and simple porosity media. A complementary hypothesis is the presenceof heterogeneities on a great scale (preferential channels, stratification, layers on thewalls...) but they correspond to relatively weak permeability contrast. The influence ofthe same ones can be amplified considerably by the shear thinning solutions. This hypothesis had been evaluated comparing the results of the dispersionmeasurements in transmission and echo: the dispersivity measured with the echotechnique can be reduced by the partial reversibility of the scaling from theconcentration front associated with the heterogeneities presence on a great scale. Wehave observed net partial dispersion reversibility indeed for the polymer solution moreconcentrated (n=0.6) and weak for the less concentrated ones (n=0.4) and worthless forthe newtonian solutions. These results confirm -at least partially- big heterogeneities. Itindicates that a considerable sensibility increase of the dispersion measures is due to thepresence of weak heterogeneities that are observed using shear thinning solutions. The instabilities driven by gravity effects in the flow configurations are mainlyimportant to a low flow velocity and for great pore size. For the newtonian solutions theunstable effects are not observable for Péclet numbers superior to 200: the concentrationvariation verifies the classic convection-diffusion equation (gaussian form ofthe curves)and the dispersion coefficient measured is the same for unstable and stable configurationof the fluid displacement. For Péclet numbers between 50 and 200, the curves have agaussian form but the dispersivity is superior in the unstable cases. For Péclet numbersinferior to 50, the dispersion curves move sensibly away from the gaussian form. Fornewtonian fluid (glicerol solution in water with viscosity 0.007 Pas), the dispersivityvalues depend only on the Péclet number as much in the stable case as the unstable case. For the experiment carried out with shear thinning polymer solution, the instabilitiesappear for a Péclet number lower than the newtonian case. The difference is morenotorious in high values of the characteristic exponent "n" of the polymeric solutions. This result indicates that the dominant control parameter of the appearance of theinstabilities is the fluid viscosity and not the molecular diffusion. It has been possible todefine an approach of appearance of the instabilities starting from the parameter G thatrepresents the ratio among the gradients of hydrostatic pressure and the viscous pressure (in the case of shear thinning fluid, the viscosity is calculated starting from the effectiveviscosity value in the porous media, deduced from the pressure gradients measurementsas a function of the flow). We have found a unique value of G that characterizes theappearance of instabilities as much for newtonian as non-newtonian fluids used in ourexperiences. Fil: D'Onofrio, Alejandro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.