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4. Determinación de la dispersividad
local instantánea
4.1 El parámetro dispersividad en la ecuación del
transporte
Desde el punto de vista cuantitativo, pocos parámetros hidrogeológicos son más
complejos de obtener que la dispersividad. La dispersividad longitudinal puede
estimarse en el laboratorio haciendo pasar un trazador no reactivo a través de muestras
cilíndricas tomadas in situ en el campo, en experimentos unidimensionales. Estos
ensayos producen una curva de llegada, sobre la que se determina el valor de la
dispersividad que mejor se ajusta a ella. Los valores de dispersividad obtenidos en
laboratorio de este modo varían en un rango de 0,01 a 2 cm, según un estudio realizado
con 2500 muestras por Klotz y Moser (1974). Sin embargo, los valores de dispersividad
calculados a partir de curvas de llegada obtenidas en ensayos en campo varían en el
rango de 100 m. a 1000 m. (Pickens y Grisak, 1981). Es más, los valores obtenidos en
los ensayos de campo muestran una dependencia de la escala. Es decir, el valor de la
dispersividad obtenida en la misma formación depende de la distancia que separa el
punto de inyección del punto de medida del ensayo, así como del volumen de solución
utilizado como muestra para determinar la concentración. Esto ha sido el origen de un
enorme número de estudios destinados a determinar el mejor método de obtención de la
dispersividad y cómo reconciliar esta discrepancia entre los valores obtenidos en campo
y en laboratorio.
En la teoría clásica que explica el movimiento de solutos en el agua subterránea
se definen dos mecanismos fundamentales de este movimiento. El primero de ellos,
denominado convección, se refiere al movimiento que el soluto experimentaría si lo
hiciera exclusivamente de forma conjunta con el fluido, es decir, con la dirección y
velocidad media de éste en cada punto. El otro mecanismo, denominado dispersión, se
refiere a la mezcla y desviación de las moléculas de soluto debidas por un parte a la
difusión molecular y, por otra, a las variaciones locales de la velocidad media
(dispersión mecánica) que hacen que las moléculas de soluto se aparten de la trayectoria
definida por la velocidad media o componente convectiva del transporte. Existe una
amplia bibliografía que desde hace décadas presenta las formulaciones teóricas para
describir matemáticamente esta componente de dispersión mecánica. En general, se
asume que la dispersión mecánica es proporcional al gradiente de concentración, de
forma similar a la ley de difusión molecular de Fick.
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