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Inicio/Biofísica, fluidos y geociencias/Ley de Darcy y profundidad de penetración

Ley de Darcy y profundidad de penetración

Carga unidimensional h(z,t): ∂h/∂t = K ∂²h/∂z²; cargas fijas en los extremos — tiempo de relajación y longitud de penetración por difusión.

Difusión de la carga

0.08
1
1
0

Transitorio 1D: ∂h/∂t = K ∂²h/∂z² (capacidad = 1 en estas unidades). Cargas fijas relajan la columna; √(K t) es una escala aproximada de penetración.

Magnitudes medidas

Pasos0
Escala √(K·t)0.000

Gráficas

Sobre el modelo

La ley de Darcy relaciona la velocidad de filtración con el gradiente de carga hidráulica: q = −K ∇h. En una columna saturada unidimensional, con capacidad normalizada, la carga obedece la ecuación de difusión ∂h/∂t = K ∂²h/∂z². En los extremos superior e inferior se fijan cargas; el perfil relaja hacia el estado estacionario lineal. La escala de penetración de una perturbación es ~ √(K t). El almacenamiento específico queda absorbido en la escala de tiempo. En pantalla: h(z) y la estimación √(K t).

Para quién: Hidrogeología introductoria y filtración: ley de Darcy, carga hidráulica, conductividad hidráulica.

Conceptos clave

  • ley de Darcy
  • carga hidráulica
  • conductividad hidráulica
  • aguas subterráneas
  • difusión de la carga
  • profundidad de penetración

Cómo funciona

Ley de Darcy en una columna unidimensional: la carga obedece ∂h/∂t = K ∂²h/∂z² entre cargas de frontera fijas. El perfil relaja hacia el estacionario lineal; √(K t) es la escala de penetración de la perturbación. En las unidades del modelo la capacidad vale 1.

Preguntas frecuentes

¿Dónde está el almacenamiento específico?
Quedó absorbido en la escala de tiempo: en estas unidades la capacidad vale uno. Miren la forma del perfil y √(K t), no la identificación de parámetros de campo.
¿Por qué el perfil tiende a una recta?
En el estacionario ∂h/∂t = 0, luego ∂²h/∂z² = 0: entre dos cargas fijas la solución es lineal en z. K afecta la rapidez de la relajación, no la pendiente final.
¿Es un acuífero libre?
No. Columna saturada con cargas impuestas en los extremos: esquema de filtración confinada. No hay superficie libre ni zona no saturada.