Impacto de la fotorreducción (foto-redox) en el estudio de la dinámica del dióxido de carbono en el Salar del Huasco

Abstract

El Salar de Huasco se localiza en el sector andino del norte de Chile, en la Región de Tarapacá. Los sistemas acuáticos presentes en el lugar son únicos en el mundo, y se encuentran sometidos a condiciones climáticas extremadamente áridas. Diversas investigaciones en el Salar han permitido avanzar en la comprensión de los procesos de transporte-reacción que afectan a los niveles de {CO}_{2\ } y el O_{2\ }en el salar; sin embargo, existen limitantes en los resultados debido a la detección de tasas de consumo anómalas del {CO}_{2\ }. A raíz de esto, surge como motivación la incorporación de procesos químicos en el análisis que complementen el estudio del balance de masa; luego se propone estudiar la fotorreducción y su impacto en la dinámica del {CO}_{2\ }. .El objetivo general de este trabajo es conocer el efecto de la fotorreducción en los procesos de transporte-reacción del {CO}_{2\ }, mediante la elaboración de un modelo conceptual que permita obtener las evoluciones de su concentración en el tiempo, para luego ser validadas mediante una comparación de resultados con los datos de mediciones en terreno. Además, se realiza un análisis de sensibilidad del modelo para determinar los procesos con mayor efecto sobre la evolución del {CO}_{2\ }. A partir de mediciones realizadas en campañas de terreno en el Salar, se tienen datos en tres sitios: 1) desierto, 2) suelo húmedo y 3) laguna. Como primera aproximación se consideraron los casos de desierto y laguna, y se evaluó el efecto de la fotorreducción de {CO}_{2\ } en el modelo. Mediante la cinética de Langmuir Hinshelwood, se propuso una expresión que relaciona la tasa de productividad de {CH}_4 ante la presencia de semiconductores presente en el sitio, simulando el consumo de {CO}_{2\ }. Para los parámetros requeridos se utilizaron valores experimentales obtenidos de la literatura. Para validar la expresión se compararon los flujos de {CO}_{2\ } estimados con respecto a las mediciones en terreno, en los dos sitios establecidos. Los resultados mostraron una diferencia significativa en la magnitud de los flujos, con una diferencia del orden de {10}^{-5} en escenario del desierto y de {10}^{-4} para la laguna. Finalmente se recreó el modelo de la laguna del Salar mediante el software Vensim PLE, acoplando la fotorreducción como un nuevo flujo de {CO}_{2\ } entre las fases agua sedimentos. Los resultados indicaron que la modelación en Vensim no entregó cambios significativos en la concentración de {CO}_{2\ } en la laguna y, por tanto, el acoplamiento de la fotorreducción, mediante la expresión de L-H usada, no responden al flujo de {CO}_{2\ } registrados en terreno.