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Revista de Matemática Teoría y Aplicaciones

versión impresa ISSN 1409-2433

Rev. Mat vol.18 no.1 San José jun. 2011

 

Uso de un autómata celular para crear un modelo de difusión de contaminantes en un  sistema suelo–agua

Creation of a model of pollutans diffusion in soil-water system using a cellular automata

Glicina Merino–Castro*

*Escuela de Ingeniería y Arquitectura, Tecnológico de Monterrey, Campus Toluca, Toluca, M´exico. E-Mail: merino@itesm.mx

Dirección para correspondencia


Resumen

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.

Palabras clave: autómata celular, difusión de contaminantes, sistema suelo-agua,  medio poroso.

Abstract

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.

Keywords: cellular automata, pollutant diffusion, soil-water system, porous media.

Mathematics Subject Classification: 68U20.


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Correspondencia a: Glicina Merino–Castro. Escuela de Ingeniería y Arquitectura, Tecnológico de Monterrey, Campus Toluca, Toluca, México. E-Mail: merino@itesm.mx

Received: 18 Feb 2010; Revised: 18 Nov 2010; Accepted: 26 Nov 2010



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