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Reunión Anual UGM 2020


VUL-2

 Resumen número: 0230  |  Resumen aceptado  
Virtual Presentación oral

Título:

CARACTERIZACIÓN Y DIFERENCIACIÓN DE LA CONDUCCIÓN TÉRMICA EN MEDIOS POROSOS Y FRACTURADOS

Autores:

1 Irving Javier Reyna Bustos ELPonente
Universidad Nacional Autonomía de México, UNAM
geouact@gmail.com

2 Sandra Vega
Universidad Nacional Autonomía de México, UNAM
sandravega@geociencias.unam.mx

Sesión:

VUL Vulcanología Sesión regular

Resumen:

El estudio de la conductividad térmica (CT) en rocas volcánicas es de gran importancia, especialmente para entender mejor el comportamiento de los campos geotérmicos. En la actualidad, hasta donde sabemos, son pocos los trabajos en México que exploran el potencial de la CT en rocas. De allí, la relevancia de realizar este tipo de estudio. En particular, el objetivo del presente artículo es analizar el efecto de la estructura porosa en la CT de rocas volcánicas. Para ello se realizaron estudios de microtomografía, petrografía, mineralogía en 7 muestras de superficie pertenecientes al Campo Geotérmico Los Humeros: dos Riolitas, dos Traquitas, dos Andesitas y una Ignimbrita.

En este estudio, seleccionamos primero las muestras a analizar basados en la litología y variedad del espacio poroso. Realizamos análisis de petrografía, de Difracción y Fluorescencia de Rayos X para determinar los minerales. Se obtuvieron y procesaron imágenes de microtomografía de rayos X a 26 micras/vóxel para realizar las simulaciones y estimaciones de CT. Así mismo, se obtuvieron imágenes SEM a distintas magnificaciones y resoluciones, resaltando las de 20 micras por pixel para ser comparadas con las imágenes de microtomografía. Las simulaciones realizadas en las imágenes de microtomografía se realizaron bajo dos metodologías: en la primera analizamos las imágenes en su totalidad en 3 direcciones (X, Y, Z), y en la segunda subdividimos las imágenes en 8 cubos en las mismas direcciones. El procesamiento de las imágenes, el cálculo de la porosidad y la CT se obtuvieron con el software comercial Avizo. El cálculo de la CT está basado en el Método de la Placa Caliente. Mas específicamente, las simulaciones realizadas consistieron en aplicar calor a un extremo de las imágenes para así determinar la CT a través de la transferencia de calor hasta el otro extremo de la imagen. A diferentes temperaturas que van de 24.85 a 350 °C (298 a 623.15 grados Kelvin), usando un solo medio saturante a la vez: aire, agua y vapor de agua.

Las porosidades obtenidas en las imágenes SEM y de microtomografía dan valores muy cercanos entre si (>90%). Asimismo, la CT obtenida de las simulaciones se mantiene dentro de los rangos reportados en la literatura. Los valores más altos de CT se presentan en las muestras de litología Riolítica [3.57, 3.9] W/(m*K); le siguen las Traquitas [2.42, 2.92] W/(m*K); las Andesitas [1.81, 2.06] W/(m*K); y la Ignimbrita [1.49, 1.57] W/(m*K). La CT es mayor para las muestras saturadas con agua; mientras que las saturadas con vapor de agua y aire presentan CT muy cercanas, ligeramente mayores para el vapor de agua. Asimismo, encontramos que la CT tiende a disminuir en las muestras con fracturas alineadas, en comparación con las que contienen estructuras porosas distribuidas aleatoriamente. Este es un resultado muy importante que se debe tomar en cuenta en futuros modelajes de propagación de la CT en medios porosos, y amerita futuros trabajos que profundicen este efecto.





Reunión Anual UGM 2020
Noviembre 1 al 6, Guadalajara, Jalisco, México