Los trabajos realizados se encuentran relacionados con el comportamiento mecánico de los sistemas de partículas, la interacción fluido-partícula y su relevancia en los problemas de flujo de contaminantes, problemas de flujo no miscible, y remediación de suelos contaminados. En cada uno de los aspectos mencionados se busca tanto interpretar comportamientos emergentes a través de estudios realizados a diferentes escalas, como desarrollar soluciones creativas e innovadoras para los problemas en estudio.
Las herramientas utilizadas consisten fundamentalmente en el desarrollo y diseño de experimentos, donde se monitorea la influencia de las variables que controlan el comportamiento macroscópico del sistema. También se realizan trabajos basados en análisis numéricos, modelos de comportamiento, modelos físicos micro-mecánicos, y análisis de imágenes de alta resolución.
Los estudios realizados son relevantes para el campo de la ingeniería geotécnica, geotecnia ambiental, industria del petróleo, hidrogeología e ingeniería geológica.
Misión
La misión del Grupo de “Investigación en Medios Porosos y Agua Subterránea” (IMPAS) es posicionarse como lideres en el estudio de los sistemas de partículas, tales como suelos y rocas, haciendo énfasis en los procesos físicos, químicos y biológicos que gobiernan el comportamiento de la fase sólida y los fluidos intersticiales (agua, hidrocarburos, electrolitos, etc.). Se busca desarrollar nuevos conocimientos y desarrollos innovadores relacionados con el comportamiento mecánico del suelo, la interacción fluido-partícula y su relevancia en los problemas de flujo de contaminantes, problemas de flujo no miscible, y remediación de suelos contaminados, geotecnia aplicada a la generación de energía, optimización del funcionamiento de rellenos sanitarios, diseño de barreras de alta eficiencia, estabilización de suelos, estabilidad de taludes de suelos y residuos, aprovechamiento y reutilización de residuos con el objeto de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sustentabilidad y resiliencia.
Docentes investigadores
Dr. Franco M. Francisca
Dr. Marcos A. Montoro
Dra. Clara A. Mozejko
Dr. Ignacio Giomi
Dr. Daniel A. Glatstein
Mg. Pablo Nieva
Becarios y tesistas de posgrado
Ing. Federica del Frade Albenga
Ing. Julieta de Goycoechea
Arq. A. Belen Costantini Romero
Ing. Agustina Skorepa
Ing. Manuel A. Juarez
Ing. Gustavo Pesca Pinto
Personal de apoyo
Dr. Ignacio Prina
Docentes colaboradores y miembros formados en el grupo
Dr. Gustavo Bogado (UNaM-CONICET)
Dra. Magali Carro Perez (FCEFyN-UNC)
Dr. Pedro A. Arrua (UTN-FRC)
Dra. Telma B. Musso (2011-2013, UNCOMA-CONICET)
Dra. Ing. Leticia Tarrab (FCEFyN-UNC)
Mg. Mauro Codevilla (FI-UBA)
Mg. Daniel R. Panique Lazcano (Universidad de Sevilla)
Mg. Germán van de Velde (Univ. Nacional Autónoma de Nicaragua)
Mg. Pablo Mendez (Soletanche Bachy Argentina)
Mg. Rodrigo Leonardo Ruiz (Terra sostenible)
Alumnos de grado
Se incorporan continuamente estudiantes de grado con motivaciones e interés en colaborar en alguno de los proyectos que se realizan en el grupo, tanto de investigación como de vinculación con la sociedad. Se incentiva a que los estudiantes accedan a becas que contribuyan a su formación, y realicen sus prácticas profesionales o proyectos integradores bajo la dirección de los docentes e investigadores del grupo.
El grupo IMPAS cuenta con equipamiento de última generación para la caracterización mecánica de suelos (ensayos triaxiales, consolidación a tasa constante de deformación, etc.), de rocas para la obtención de resistencia a la compresión simple (martillo de Schmit) y de residuos. Se cuenta con celdas especiales e instrumental para la determinación de propiedades hidráulicas de suelos (permeámetros de pared rígida, flexible, celda de consolidación y molde de compactación) con panel de control automatizado, equipamiento para realizar ensayos de columna de suelo y compatibilidad de flujo, transporte de contaminantes en suelos, determinación de principales propiedades físicas y mecánicas de suelos, como también facilidades para ensayar propiedades resistentes en interfaces suelo-geosintético, determinación de propiedades dieléctricas de suelos, ensayos geoeléctricos y equipos y sensores para determinación de conductividad térmica. Además, se cuenta con programas computacionales que permiten el desarrollo de modelos numéricos y simulaciones geotécnicas de todos los procesos o problemas que se encuentran relacionados con la geotecnia, ingeniería geológica, geotecnia minera y la geotecnia ambiental.
Más información: <<https://fcefyn.unc.edu.ar/facultad/secretarias/extension/prosecretaria-de-vinculacion-tecnologica/centro-de-transferencia-y-servicios/centro-de-vinculacion-de-ingenieria-geoambiental-medios-porosos-y-flujos/ >>
En el grupo IMPAS se presta servicios relacionados con:
- Estudio y detección de contaminantes en suelos.
- Modelaciones hidrogeológicas.
- Estudios de comportamiento de suelo y suelos contaminados
- Ensayos de mecánicas de suelos, barreras y suelos contaminados
- Estudios de calidad de agua subterránea.
- Mapeo y diseño de sistemas de remediación de sitios y acuíferos contaminados.
- Estudios de comportamiento de suelo y suelos contaminados.
- Evaluación del transporte y dispersión de contaminantes en suelos y acuíferos.
- Estudios de riesgo asociados con el suelo, agua subterránea y contaminantes.
- Estudio, diseño y proyectos de obras civiles relacionadas con la geotecnia y geotecnia ambiental (taludes, lagunas y barreras de contención, presas de retención de crecidas, rellenos sanitarios y rellenos de seguridad para la disposición final de residuos, etc.).
- Diseño y uso de suelo-geosintéticos en obras de ingeniería civil
- Suelo reforzado y suelo estabilizado
- Simulación numérica de problemas geotécnicos y de geotecnología ambiental.
- Evaluaciones de Impacto Ambiental.
- Desarrollo de programas de monitoreo ambiental
- Diseño de planes de contingencia ambiental
- Estudios de riesgos por contaminación minera
- Geotecnia minera y ambiental
Diseño y comportamiento de barreras mejoradas para rellenos sanitarios
Se analizan mecanismos de reacción e interacción fluido-partícula existentes en mezclas de suelos limosos de origen loéssicos mezclados o estabilizados con bentonita. En particular se investiga sobre mecanismos de adsorción y bio-actividad en medios porosos permeables con el objeto de desarrollar sustratos o materiales de construcción para barreras de contención en rellenos sanitarios o para la construcción de barreras reactivas permeables.
Mecanismos acoplados de flujo de calor y de hidrocarburos en suelos limosos
Se evalúa la influencia de las heterogeneidades del suelo en el desplazamiento de hidrocarburos dentro de los poros, la influencia de la contaminación con hidrocarburos en el comportamiento mecánico y el efecto de flujo de calor. Estos estudios son relevantes para generar conocimientos relativos a la vulnerabilidad del medio físico (suelo y agua subterránea) asociado con accidentes o perdidas de hidrocarburo en tanques de almacenamiento y ductos. Se utilizan herramientas numéricas para simular el comportamiento acoplado de deformaciones esperadas, contaminación y flujo de calor.
Mejoramiento de suelos mediante la incorporación de geosinteticos
Se estudian métodos de optimización de diseño de barreras y comportamientos de interfaces tanto para aplicaciones de refuerzo y separación con mallas y geotextiles como para mejorar la retención de líquidos en barreras mediante geomembranas y barreras compuestas de suelo-geomembrana. Se investiga sobre propiedades mecánicas y el comportamiento ficcional de la interfaz suelo-geotextil considerando variables como humedad, succión, tipo de suelo y grado de compactación.
Geotecnología y energía
Se analiza el aprovechamiento energético mediante geotermia superficial o de baja entalpía, flujo de calor y aprovechamiento energético en geomateriales. Se investiga sobre la influencia del tipo de fluido intersticial, densidad, y fábrica del suelo en la conductividad térmica. Se utilizan mediciones mediante sensores de aguja lo que permite una perturbación mínima del suelo. Los resultados obtenidos son relevantes para el almacenamiento de energía térmica en el suelo, y para estudios de fábrica y contaminación de suelos, mojabilidad y el diseño de modelos efectivos de medios porosos y el aprovechamiento de calor en sistemas porosos y a partir de residuos. Se valúa además el comportamiento térmico de mampuestos construidos con suelo, suelo-cemento y suelo-cemento-residuos con el objeto de diseñar materiales para cerramientos y envolventes de construcciones. Se monitorea la acumulación y flujo de calor mediante mediciones termográficas.
Sustentabilidad, mejoramiento de suelos y valorización de residuos
Se estudia el comportamiento mecánico de suelos estabilizados y mejorados mediante la incorporación de residuos de la industria siderúrgica. En particular se busca lograr un valor agregado para los residuos, sustituir otros agentes estabilizantes (e.g. cemento o cal) y al mismo tiempo reducir el consumo de energía logrando diseños utilizando geomateriales con comportamiento mecánico adecuado y amigables con el ambiente. Se analiza la influencia de finos y reacciones de tipo puzolánicas en el módulo de deformación, propiedades resistentes y velocidad de propagación de ondas elásticas del suelo.
[1] de Goycoechea, J., Montoro, M. A., Glatstein, D. A., Andrada, K. F. C., & Paraje, M. G. (2025). Biological clogging of geotextiles under discontinuous fermentation scenario. Geotextiles and Geomembranes, 53(1), 188-202.
[2] Mozejko C.A., Francisca F.M. (2024). “Influence of Steel Slag Content on the Mechanical and Hydraulic Properties of Compacted Silt-Bentonite Mixtures”. Environmental Technology, 1–16. Doi: 10.1080/09593330.2024.2381645
[3] Francisca FM, Giomi I, Rocca RJ (2024). "Inverse Analysis of Shallow Foundation Settlements on Collapsible Loess: Understanding the Impact of Varied Soil Mechanical Properties during Wetting". Computers and Geotechnics 167: 106090. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2024.106090
[4] Bogado, G.O., Francisca, F.M. (2024) Compressibility and microstructure of compacted lateritic clay at different suction levels. Arabian Journal of Geosciences 17, 80. https://doi.org/10.1007/s12517-024-11894-8
[5] Bogado GO, Reinert HO, Francisca FM, Schvezov C.E. (2024). “Aptitud de suelos tropicales compactados para la construcción de barreras aislantes en rellenos sanitarios en Argentina”. Revista de Geología Aplicada a la Ingeniería y al Ambiente.
[6] Francisca FM, Montoro MA, Mozejko CA (2024), “Detection of hydrocarbon spills by means of a coaxial impedance dielectric sensor”, Environmental Geotechnics, 40. https://doi.org/10.1680/jenge.22.00035.
[7] Giomi I., Francisca F.M. (2024), “Experimental and Numerical Analyses of the Behavior of Collapsible Loess under Infiltration of Non-Aqueous Phase Liquids” Journal of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste, https://doi.org/10.1061/JHTRBP.HZENG-1284.
[8] Gratton A., Francisca F.M., García Rodriguez C.M, Rodriguez A., Tarrab L, Hillman G.D. (2024). “Rugosidad e iniciación al movimiento de una protección flexible contra la erosión”, Tecnología y Ciencias del Agua 15(5), DOI: 10.24850/j-tyca-15-5-10.
[9] Glatstein D.A., Francisca F.M. (2023). “Potencial de Alcalinización de Escorias Siderúrgicas para Aplicaciones Mineras”, Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana 71(1) A261122.
[10] Francisca F.M., Mozejko C.A. (2022), “Hydraulic and mechanical behavior of compacted silts modified by waste steel slag”, Geomechanics for Energy and the Environment. https://doi.org/10.1016/j.gete.2022.100323
[11] Costantini Romero A.B., Francisca F.M. (2022). “Construcción con bloques de suelo cemento como alternativa sostenible para envolvente edilicia”, Hábitat Sustentable 12(1). https://doi.org/10.22320/07190700.2022.12.01.08.
[12] Musso T.B., Carlos L., Parolo M.E., Francisca F.M., Pettinari G., Giuliano V., Ruffato M., (2022) “Mudstones as landfill liner material for heavy metal removal equilibrium and dynamic sorption study.” Water, Air and Soil Pollution. https://doi.org/10.1007/s11270-022-05610-z.
[13] Giomi I., Francisca F.M. (2022), "Numerical modeling of the oedometrical behavior of collapsible loess". Geotechnical and Geological Engineering. https://doi.org/10.1007/s10706-021-02042-0.
[14] Costantini Romero A.B., Francisca F.M., Giomi I (2021). "Hygrothermal properties of soil-cement construction materials". Construction and building materials, 313, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125518.
[15] Francisca F.M., Montoro M.A. (2021). "Behavior of natural fine soil particles dispersions in non-aqueous phase liquids". Journal of Environmental Engineering 147(2), DOI: 10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0001847.
[16] Francisca F.M., Glatstein D.A. (2020). "Environmental application of basic oxygen furnace slag for the removal of heavy metals from leachates", Journal of Hazardous Materials 384, 121294.
[17] Mozejko C.A., Francisca F.M. (2020), “Enhanced mechanical behavior of compacted clayey silts stabilized by reusing steel slag”, Constructions and Buildings Materials, 239, 117901.
Publicaciones en memorias de congresos y conferencias (últimos 3 años)
[1] Francisca, F. M., Mozejko C.A., del Frade Albenga F., Illanes Sanchez MA. (2024). Stabilization of loess soil with non-conventional reactive and cementing materials. 17th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (XVII PCSMGE), La Serena, Chile.
[2] Francisca, F.M.; Giomi I., Montoro M.A. (2022). Volume change behavior of Argentinean collapsible loess inundated by organic liquids. 20th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Sydney.
[3] Francisca F.M., Montoro M. A., Mozejko C.A., Glatstein D.A. Nieva P.M. (2023). “Similitudes y diferencias de las barreras ambientales para contener lixiviados inorgánicos e hidrocarburos” (Conferencia Temática). Avances y Desarrollo en Geoingeniería y Geomecánica. Memorias del XXVI Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG) 2023, Comodoro Rivadavia, Argentina.
[4] Mozejko C.A., Francisca F.M., Tkaczyk C., Pesci H. (2023). “Influencia del nivel de lixiviado en la estabilidad de taludes de rellenos sanitarios”. Avances y Desarrollo en Geoingeniería y Geomecánica. Memorias del XXVI Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG) 2023, Comodoro Rivadavia, Argentina.
[5] Mozejko C.A., Francisca F.M. (2023). “Análisis multiescala de la estabilización de limos loéssicos con escorias siderúrgicas”. Avances y Desarrollo en Geoingeniería y Geomecánica. Memorias del XXVI Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG) 2023, Comodoro Rivadavia, Argentina.
[6] Nieva P.M., Del Frade F., Francisca F.M.. (2023). “Caracterización geoeléctrica de los residuos sólidos urbanos en el relleno sanitario Piedras Blancas, Córdoba”. Avances y Desarrollo en Geoingeniería y Geomecánica. Memorias del XXVI Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG) 2023, Comodoro Rivadavia, Argentina.
[7] Bogado G., Reinert H., Drewes M., Francisca F.M., Schvezov C. (2023). Influencia del porcentaje de cemento en el comportamiento físico-mecánico inicial de suelos lateríticos de Misiones. Avances y Desarrollo en Geoingeniería y Geomecánica. Memorias del XXVI Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG) 2023, Comodoro Rivadavia, Argentina.
[8] Montoro M.A., Francisca F.M. (2023). “Evaluación desempeño de sistemas de barreras de cobertura para el relleno sanitario de la ciudad de Córdoba”. Avances y Desarrollo en Geoingeniería y Geomecánica. Memorias del XXVI Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG) 2023, Comodoro Rivadavia, Argentina.
[9] Giomi I., Francisca F.M. (2023). “Asentamientos de fundaciones superficiales en loess inducidos por el humedecimiento del suelo”. Avances y Desarrollo en Geoingeniería y Geomecánica. Memorias del XXVI Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica (CAMSIG) 2023, Comodoro Rivadavia, Argentina.
[10] Giomi I., Francisca F.M. (2022). "Asentamientos por humedecimiento en fundaciones superficiales en suelos loéssicos colapsables. (Resumen extendido)". XXXVIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional (MECOM 2022), Bahia Blanca, Buenos Aires, Argentina.
Para el Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mención en Estructuras y Geotecnia y Maestría en Geotecnia.
Para la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mención en Ambiente.
Para el Doctorado en Ciencias de la Ingeniería y la Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mención en Recursos Hídricos.
