Phreeqc es un software desarrollado por la USGS escrito en C++ que permite modelar una variedad de procesos geoquímicos acuosos como la mezcla de aguas, modelar el equilibrio entre la fase sólida y acuosa, modelar el impacto de la temperatura, calcular la concentración de elementos, entre otros.
Gidahatari ha desarrollado un curso único y aplicado a Phreeqc integrado con Python bajo una clase (tipo de objeto) que puede ejecutar, analizar y proporcionar resultados de Phreeqc como dataframes de Pandas e integrarlos en gráficos y análisis adicionales con otras librerías de Python en Jupyter Notebook.
Contenido
El curso se divide en 6 sesiones. Estos son los temas considerados para cada sesión:
Sesión 1: Calculo de especiación
Este ejemplo cubre la simulación de la distribución de especies en el agua de mar y la saturación de un conjunto de minerales. Para demostrar las capacidades de Phreeqc para simular nuevos elementos, se va agregar el elemento uranio a la solución especificando “keyword” y usando la base de datos Water4f. El ejemplo cubre todos estos casos:
Especiación del agua de mar especificando reacciones redox.
Especiación del agua de mar con el cálculo de densidad y pe.
Especiación del agua de mar con uranio en solución y fases definitorias
Especiación del agua de mar con uranio usando la database Water4f.
Sesión 2: Equilibrio con fases puras
Este ejemplo cubre la solubilidad del yeso y la anhidrita en relación con la temperatura. El código de Python ejecuta el ejemplo de Phreeqc donde se va analizar las soluciones. Las concentraciones y los índices de saturación se analizan para la solución inicial y una reacción por lotes (batch) asignados; sin embargo, para todas las reacciones se va realizar un bucle (loop) para extraer los índices de saturación de anhidrita y yeso de cada reacción para plotear la correlación de los índices de saturación con la temperatura.
Sesión 3: Mezcla de agua subterránea y agua del mar
El ejemplo muestra las capacidades de Phreeqc para realizar simulaciones geoquímicas en pasos iterativos mientras cada simulación toma la solución de salida anterior. Asimismo, el ejemplo abarca la mezcla de agua pura en equilibrio con calcita y CO2 que se mezcla con agua de mar con concentraciones de aniones y cationes. La mezcla se va especifcar como porcentajes y la solución resultante se va equilibrar con calcita y dolomita. Las especies de carbono y calcio , y los índices de saturación de dolomita, yeso y anhidrita se van a extraer de cada parte de la simulación y se plotearán como diagramas de barras.
Sesión 4: Reacciones irreversibles
El ejemplo cubre la aplicación de Phreeqc para realizar la simulación de reacciones irreversibles en la oxidación de pirita. Se va permtir que la pirita, la calcita y la goethita se disuelvan en equilibrio con presión parcial de CO2 de 10E-3,5. También se va añadir dos especies: O2 y NaCl a la solución en cinco proporciones diferentes de una concentración dada. Se va llevar a cabo la simulación geoquímica y los resultados se van a compilar en Python y se va realizar un análisis comparativo usando las herramientas Phreeqc para exportar resultados específicos.
Sesión 5: Ejemplo de intercambio
Un ejemplo que demuestra las capacidades de PHREEQC para lidiar con la sorción. Este ejemplo utiliza el enfoque de intercambio iónico de cationes donde solo se usa el keyword EXCHANGE porque EXCHANGE_MASTER_SPECIES y EXCHANGE_SPECIES están incluidos en WATEQ4F.dat. La salida del modelo se va analizar como dataframe, mientras que la composición y descripción de la solución se va calcular y comparar antes y después del intercambio.
Sesión 6: Complejización superficial
Phrreqc puede modelar la complejación de la superficie. Este ejemplo simula la distribución de especies de uranio en agua ácida de mina cuando se trata con oxígeno y piedra caliza. El ejemplo tiene 3 simulaciones donde cada simulación usa la solución resultante de simulaciones anteriores. La concentración de los componentes de la solución y las especies de calcio, Fe2+ y uranio se comparan a partir de la solución inicial, en equilibrio con calcita y O2 y después de la complejación de la superficie. Se empleará el uso de keyword SURFACE ya que SURFACE_MASTER_SPECIES y SURFACE_SPECIES se encuentran en la base de datos Wateq4f.
Capacitador
Saúl Montoya M.Sc.
Hidrogeólogo – Modelador Numérico
El Sr. Montoya es Ingeniero Civil de la Universidad Católica en Lima con estudios de postgrado en Manejo e Ingeniería de Recursos Hídricos (Programa WAREM) de la Universidad de Stuttgart – Alemania con mención en Ingeniería de Agua Subterránea e Hidroinformática. El Sr. Montoya tiene gran capacidad analítica para la interpretación, conceptualización y modelamiento del ciclo hídrico superficial, subterráneo y su interacción, también domina los conceptos del transporte de contaminantes y los sistemas de remediación de sitios contaminados.
Encuentra más información sobre las calificaciones y los proyectos principales del Sr. Montoya aquí.
Metodología
Modalidad: Online - Asincrónico
Algunos detalles sobre la metodología del curso:
Los manuales y archivos de los ejercicios serán entregados en nuestra plataforma virtual.
El curso se desarrollará mediante videos grabados disponibles en nuestra plataforma elearning.
Hay soporte a través del foro/correo electrónico de cada curso para preguntas sobre los ejercicios desarrollados.
El video de las clases estará disponible durante 12 meses.
Los exámenes de certificación se organizan de la siguiente manera:
El curso tiene 1 examen que comprende el contenido.
Certificado digital disponible al final del programa con la aprobación del examen.
- Teacher: Saul Montoya