Se realizó una investigación en el tema de la Hidrodinámica de sistemas acuáticos ambientales, específicamente, acerca de los procesos de flujo y transporte en la capa límite béntica de estuarios afectados por oleaje. Este estudio se enmarca dentro del proyecto FONDECYT “Turbulencia y Transporte en la capa límite béntica de Lagos y Estuarios, Estudio de Terreno y Modelación”. Los experimentos fueron realizados en un canal abierto de 12 m de largo y 0.3 m de ancho, con un lecho de sedimentos de arena uniforme de 0.5 mm. Se instalo un generador de oleaje en el extremo de aguas abajo. Sus frecuencias de oscilación fueron controladas mediante una computadora. En un tramo central del canal, de 0.5 m de largo, el lecho fue aislado y saturado con un trazador, el cual fue inyectado a través de agujeros ubicados en el fondo. Además se utilizó una esponja como difusor, la cual permite obtener una concentración uniforme y homogénea del trazador en el lecho de sedimentos. Se utilizó una solución salina de concentración baja como trazador, para poder detectarlo en el flujo con la ayuda de un sensor de conductividad. La cota del estanque principal que contiene la solución salina se mantuvo constante e igual al nivel medio de la superficie libre del canal, para así no crear un flujo artificial del trazador hacia la columna del agua. Se utilizó un sensor eléctrico para registrar la altura del flujo y el período de onda. Un sensor de velocidad tipo ADV y un sensor de conductividad, fueron utilizados para medir la estructura de la turbulencia en el flujo y la concentración de sal en la columna del agua, a lo largo de varios perfiles situados en la línea central del canal, en la región donde el trazador fue inyectado al lecho de sedimentos. Se realizaron 3 tipos de experiencias para 2 caudales distintos: una experiencia solo con flujo gravitacional y otras 2 con oleaje de períodos distintos. Se integraron los perfiles de concentración del trazador a lo largo del volumen de control, para determinar el intercambio de masa entre la columna de agua y los sedimentos. Se utilizó un modelo lineal de intercambio de masa, considerando la diferencia entre las concentraciones de sal en los sedimentos y la columna del agua, para así determinar un valor del coeficiente total del intercambio. Se adimensionalizó el coeficiente de intercambio mediante el número de Sherwood y se graficó en función del número de Reynolds del flujo. Los resultados obtenidos demuestran que existe un aumento del número de Sherwood a medida que aumenta el número de Reynolds, es decir, la turbulencia generada por el flujo provoca aumento en la transferencia de masa. Esto último es consecuente con los resultados obtenidos en experiencias similares de transferencia de oxígeno disuelto. Además, se concluyó que el efecto de agitación por oleaje aumenta el valor del coeficiente total de intercambio y por ende del número de Sherwood, para un mismo número de Reynolds. El efecto de las olas modifica la estructura del flujo y la turbulencia, aumentando los gradientes de velocidades, la energía cinética turbulenta y la componente vertical de la velocidad, lo que provoca el aumento del intercambio de masa entre la columna de agua y los sedimentos.

Ingeniera Civil Mecánica / En la presente memoria se analizan las pozas solares, que corresponden a cuerpos de agua y sal disuelta que en su sector más profundo presentan temperaturas que pueden llegar a los 90(ºC), mientras que la superficie se encuentra a temperatura ambiente. Dada esta diferencia de temperaturas este sistema es digno de estudio por su gran potencial como fuente de energía renovable. El parámetro a estudiar es su tasa de evaporación, porque da cuenta de uno de los cuidados de mantenimiento que se debe tener en este tipo de sistemas. El estudio se realiza mediante un modelo de volúmenes finitos en el software multifásico ANSYS FLUENT. Este informe se divide en el estudio de tres modelos. Primero se realiza un modelo monofásico isotermo en que se supone la superficie de la poza como una superficie sólida con humedad relativa igual a 100%, donde sólo existe transferencia de masa. Se estudia los efectos de la variación de la humedad relativa, la velocidad del aire y el tamaño de la poza sobre la tasa de evaporación. Cada resultado computacional de la tasa de evaporación es validado con un cálculo en base a un modelo que utiliza la analogía entre transferencia de calor y transferencia de masa. En segundo lugar se realiza un modelo bifásico sin gradiente salino, que se encuentra compuesto por el cuerpo de agua y la atmósfera, con diferentes temperaturas entre el aíre y el agua, sin fuente da calor radiativa. Se analizan el caso de convección natural y el caso de convección forzada con flujo laminar a 1(m/s). Se realiza un modelo bifásico de aire y salmuera, donde el sistema se inicializa con un gradiente salino determinado y existe una fuente de calor radiativa desde el fondo de la misma. Se analiza el caso de convección forzada a 0,15 m/s en el aire. Finalmente se realiza un análisis comparativo de la tasa de evaporación entre los tres modelos para las mismas condiciones físicas del sistema. Las tasas de evaporación en sistemas salinos resultan menores que las de agua pura, las que a su vez son menores que las obtenidas con la analogía entre transferencia de calor y masa.

Magíster en Ciencias, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico / En relación a los procesos de transferencia de masa que pueden tener lugar en la interfaz agua sedimentos (por ejemplo, penetración de oxígeno disuelto hacia el interior de los sedimentos, o liberación de nutrientes desde los sedimentos hacia la columna de agua), se analiza teóricamente la influencia de la turbulencia en el flujo sobre la interfaz como factor que altera las tasas de transporte, así como determinante de la mezcla en medios con y sin estratificación. Para efectuar este estudio, se parte desde una base teórica que incluye las ecuaciones básicas que describen el flujo y su turbulencia, y la difusión molecular y turbulenta de masa. Adicionalmente, se incorpora evidencia experimental en la determinación de coeficientes de intercambio de masa, para la calibración de modelos numéricos que relacionen la intensidad de turbulencia con la magnitud de los flujos en la mencionada interfaz, así como dando cuenta de la mezcla que se produce en la columna de agua, de los mismos solutos que son transferidos entre el agua y el lecho. Además, se realiza un estudio experimental, adaptando una instalación de columna con turbulencia generada por grillas, para representar diversos estados de flujo y analizar la influencia de la distribución vertical de la turbulencia en los procesos de transferencia, comparando casos de mezcla inducida por viento soplando sobre la superficie libre, o flujo gravitacional desarrollado en un canal. Se aplica el conocimiento desarrollado en la implementación de estas herramientas en el análisis de un caso real apoyado con datos de terreno, del cual se tiene conocimiento de la importancia de los procesos de intercambio de oxígeno y la demanda de éste en los sedimentos de oxígeno, para la conservación de un ecosistema basado en el crecimiento de algas, que son alimento para otras especies. Finalmente, se concluye sobre las relaciones encontradas entre los principales parámetros del sistema que gobiernan la transferencia y mezcla de solutos, estableciendo indicadores para cuantificar estos fenómenos, y entregando herramientas numéricas para el análisis detallado de las variaciones temporales de estos procesos.

Ingeniero Civil Mecánico / Los medios porosos no homogéneos están presentes en un amplio rango de aplicaciones, como es el uso de catalizadores. Estos materiales se generan a partir de compactación de polvos para formar pellets de diferente configuración geométrica. El correcto control de las reacciones químicas en la superficie de catalizadores puede influir en la eficiencia de estos materiales. Por otra parte, la transferencia de calor inversa busca estimar las causas que producen un efecto conocido en un problema de transferencia de calor, siendo uno de los más habituales el de la estimación de propiedades dependientes de temperatura, cuya resolución numérica es la más común. Este trabajo consiste en la determinación de un modelo de conductividad térmica para el material, en función de la posición espacial y el tiempo, mediante transferencia de calor inversa. Analizando así otro método de estimación de esta propiedad, frente a los métodos utilizados regularmente. Se dispone de videos termográficos, que muestran la distribución de temperaturas de la superficie de una pastilla de alúmina con platino. A través de un software de regresión simbólica, y luego de procesar los datos del video elegido, se encuentran funciones de temperatura que dependen de la posición en la superficie. Considerando más fotogramas del video, se obtienen funciones dependientes también del tiempo. Mediante análisis de error y forma se escogen las mejores funciones de los dos tipos. Para encontrar modelos de conductividad térmica se utiliza un método analítico y uno numérico. El método analítico se basa en la resolución de la ecuación diferencial de calor utilizando las funciones de temperatura. El resultado de este método no es satisfactorio por presentar valores sin sentido físico en algunas zonas. El método numérico encuentra modelos realizando regresión simbólica a datos de conductividad encontrados por una iteración numérica que utiliza la ecuación de calor y diferencias finitas. Las funciones de conductividad encontradas no se ajustan bien a todos los datos, pero tienen valores dentro de los rangos esperados. Los modelos encontrados mediante el método numérico se consideran válidos y aplicables para problemas que utilizan un catalizador de material similar.

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No autorizado por el autor para ser publicado a texto completo / El presente trabajo tiene por objetivo la formalización de fundamentos sobre la gasificación de pellets de madera para ser utilizado en el diseño de equipos o procesos. La gasificación corresponde a un proceso de producción de un gas combustible a partir de una reacción heterogénea, en este caso: pellet de madera y un reactante gaseoso. El trabajo incorpora una revisión de antecedentes que cubren aspectos cinéticos, termodinámicos, de transferencia de masa y calor, además de fluidodinámicos. Posterior a la revisión de antecedentes se desarrolla un modelo que describe la dinámica de las concentraciones en el lecho de reacción mediante un sistema de ecuaciones de derivadas parciales respecto al tiempo y al eje axial del lecho. Mediante un balance de energía se describe los valores que alcanza la temperatura. Mediante la resolución numérica del modelo, se intenta caracterizar el lecho, con ello, se pueden realizar aproximaciones de conversión, poder calorífico, porcentaje de sólidos sin reaccionar, etc. La resolución numérica contempló un flujo másico de alimentación igual a de pellet de madera, con un tamaño de partícula promedio de ; un reactante gaseoso compuesto de vapor de agua enriquecido con oxígeno, cuyos flujos corresponden a y respectivamente. Además de una presión y temperatura inicial de y . Fue posible observar el régimen transiente y estacionario del sistema. El régimen estacionario permite describir el lecho a partir de sus principales características. Para largos de lecho entre o , el modelo muestra que se alcanzarían conversiones cercanas al , con un poder calorífico de la mezcla que fluctúa entre los y , alcanzando un de eficiencia térmica respecto al combustible sólido alimentado. El flujo de salida del reactor se estima en de gas de síntesis, con una composición de de hidrógeno, de monóxido de carbono, de dióxido de carbono y de metano. Asociado a ello un flujo de sólidos igual a , el que corresponden al sólido que no alcanzó a reaccionar, se estima un tamaño de partículas igual a .

El presente trabajo de título es un estudio experimental acerca del efecto que las ondas superficiales generadas por viento tienen sobre la tasa de transferencia de oxígeno en la interfaz de un cuerpo de agua. De forma específica, la investigación busca caracterizar el comportamiento del oleaje generado dentro de cierto rango de velocidades del viento. La relación entre estas características y la tasa de transferencia de oxígeno observada constituye el principal objeto de estudio de esta investigación. Los experimentos se realizaron en un túnel de viento que contiene un estanque de agua. El diseño de la instalación permite la medición de perfiles verticales de velocidad sobre la superficie libre con el fin de caracterizar la evolución de la capa límite del flujo de viento a lo largo del estanque. Se registró la elevación y pendiente del oleaje utilizando un sensor de capacitancia, así como también procesando digitalmente secuencias de imágenes tomadas por una cámara de alta velocidad. El análisis de estas imágenes fue también cualitativo, permitiendo la observación de distintos estados del oleaje. La velocidad superficial del agua fue obtenida utilizando partículas trazadoras, cuya trayectoria fue registrada a través de una cámara de alta velocidad. Se utilizaron mediciones de la tasa de transferencia de oxígeno obtenidas en un trabajo anterior en la misma instalación experimental. Se realizaron experiencias en un rango de velocidades medias del viento entre 3.5 m/s y 11.3 m/s, las que generaron velocidades friccionales en el rango entre 0.1 m/s a 1.0 m/s. Varios estados del oleaje pudieron ser observados a lo largo del estanque para estas forzantes. Para una velocidad friccional de hasta aproximadamente 0.2 m/s, se obtuvo una superficie rizada con ondulaciones de pequeña escala. El oleaje se desarrolla rápidamente por sobre este valor, observándose un sostenido aumento en su amplitud y pendiente. Se registró un aumento singular en el valor de la pendiente del oleaje al alcanzar una forzante de aproximadamente 0.4 m/s. Éste coincide con la aparición de ondas con frentes de alta pendiente, poblados de ondas capilares parasitarias. La tasa de transferencia de oxígeno mostró un salto del 50% en su valor al alcanzarse este estado. Se observó igualmente un fuerte aumento en la velocidad friccional a partir de este momento. La tasa de transferencia mostró una dispersión considerable al ser parametrizada con la velocidad friccional del viento, aún cuando el ajuste concuerda con trabajos experimentales similares. Al ser comparados resultados de fuentes diversas, la dispersión crece sustancialmente. La pendiente cuadrática media del oleaje mostró un buen ajuste lineal con la tasa de transferencia de oxígeno para todo el rango de velocidades observado. El ajuste conseguido es concordante con una gran cantidad de investigaciones experimentales publicadas.

Ingeniero Civil Químico / La biolixiviación de minerales de cobre en pilas es una tecnología establecida en la industria minera del cobre. Sin embargo, la rentabilidad de estos procesos se puede aumentar considerablemente si se aumenta la temperatura de operación de lechos minerales lixiviados, ya que esto puede activar la acción de microorganismos termófilos con el consecuente aumento en la eficiencia y la rapidez con que se extrae el cobre desde el mineral. El objetivo de este trabajo de título es evaluar preliminarmente la factibilidad técnica económica del calentamiento de pilas de biolixiviación mediante el uso de energía solar. Se analizó en particular un esquema tecnológico novedoso mediante el cual las pilas de biolixiviación se calientan mediante la incorporación de vapor de agua en el flujo de aire usado para la oxigenación del proceso. Para ello se desarrolló un modelo matemático que permitió evaluar el efecto del aumento de la temperatura, humedad y flujo del aire de alimentación sobre los perfiles de temperatura de la solución lixiviante a lo alto del lecho mineral. Se modeló el caso de una pila de biolixiviación de 10 metros de altura, altura promedio a las usadas industrialmente. En una primera etapa se modeló el caso en que el lecho es irrigado con un flujo de solución, L, de 12,060 lt/m2 hr y el flujo de aire, G, es 10,188 m3/m2 hr, y se estudió el efecto del aumento de la temperatura del aire entre 20 y 315ºC y las variaciones de humedad entre 0 y 0.1 Kg agua/Kg aire. Los resultados de esta etapa indicaron que es posible obtener un aumento en la temperatura de la solución lixiviante de 18 a 60 ºC cuando se aumenta la temperatura de entrada del aire a 100 y 315 ºC. Esto prueba que con este método sería posible activar los microorganismos termófilos, pero evitando la creación de zonas de calentamiento local que puedan dañar a los microorganismos lixiviantes. En una segunda etapa se modeló el sistema para L= 10 lt/m2 hr y G = 0.6 m3/m2 hr, valores más cercanos a los usados industrialmente. Los resultados de esta etapa indicaron que para mejorar la eficiencia del calentamiento hacia el interior del lecho es necesario subir 10 veces el flujo de aire y además aumentar la humedad del aire a valores sobre 0.05 Kg agua/Kg aire. Se efectuó un evaluación económica preliminar del uso de la energía solar para calentamiento de pilas de biolixiviación considerando un costo de inversión de 106 €/MW, un precio del cobre de US$ 3/lb, una pila de 2 hectáreas de superficie y 10 metros de alto, y un aumento de la recuperación de cobre del 29.29%. La que entregó un VAN = USD$ 9,695,251 una TIR = 34%, un IVAN = 58%, una potencia de planta termosolar necesaria del 11.13 MW y 1.85 hectáreas de superficie para estos equipos solares. Estos resultados demostraron un potencial económico existente en este proyecto, el cual debe ser objeto de mayores estudios a futuro.

Este estudio es parte del proyecto FONDECYT N° 1120234 “Geodinámica y tendencia evolutiva del sistema litoral de la mega ensenada de Coquimbo: hacia una prognosis de amenazas naturales para escenarios de cambios ambientales endógenos y exógenos. / Memoria para optar al título de Geógrafo / Se estudia la transferencia de masa entre la desembocadura del río Limarí, bahía Tongoy y bahía Barnes a través de la integración de unidades costeras, identificando las formas de acumulación, las relaciones morfosedimentológicas en los grupos de formas existentes y el transporte de masa en el litoral. Para la identificación de las formas de acumulación en las áreas de estudio, fue necesario realizar una descripción geomorfológica, identificando formas fluviales, fluviomarinas, terrazas marinas y formas eólicas. Para el análisis de las relaciones morfosedimentológicas se hizo necesario realizar análisis granulométrico según los procedimientos de distribución textural y morfoscópico de arenas, además de la mineralogía. Para el transporte de masa litoral se utilizó técnicas cualitativas a través del análisis multitemporal del ambiente de depositación, en un rango temporal de 27 años, analizando imágenes satelitales LandSat de los años 1987,1997, 2004 y 2011. Los resultados alcanzados denotan el fuerte control estructural y la orientación dominantemente oblicua de las bahías como factores que posibilitan la sedimentación de este sistema litoral, operando los principios de efecto de ensenada en éstas. Se considera que la fuente de abastecimiento de las bahías Tongoy y Barnes proviene de la cuenca del río Limarí, pero es necesario también considerar otros medios de transporte de sedimentos que no necesariamente tiene relación con el río ni su zona de descarga. El análisis multitemporal de las imágenes satelitales refleja que la transferencia de masa entre los diferentes sistemas se debe en el período reciente a condiciones que sobrepasen el umbral de transporte de sedimentos, esas condiciones se deben al aumento en la intensidad y torrencialidad de las precipitaciones. Las formas que reflejan cambios en los ambientes de depositación corresponden a flechas litorales y campos dunares las cuales son áreas sensibles a los aportes de sedimentos entre los sistemas. / It is studied that mass transfer between the Limarí river mouth, Tongoy bay and Barnes bay across of the integration of costal units, identifying accumulation forms, morphosedimentological, relations in the groups of existing forms and the mass transport in the coast. For identifying forms of accumulation in the areas of study, it was necessary to make a geomorphological description, identifying fluvial forms, river-marine, marine terraces and aeolian forms. For the analysis of morphosedimentological relations, it became necessary to perform granulometric analysis according to the procedures of textural distribution and sand morphocopic, including the mineralogy. For the transport of littoral mass we used qualitative techniques through the multitemporary analysis the depositional environment, a temporary range of 27 years, analyzing Landsat satellite images of the years 1987, 1997, 2004 and 2011. The results show the strong structural control and oblique orientation dominantly of the bays as factors that enable the sedimentation of the coastal system, operating the effect of cove principles in them. It is considered that the source of supply for Tongoy and Barnes bays comes from Limarí river basin, but it is also necessary to consider other transport means of sediments that does not necessarily have relation to the river or its discharge zone. The multi-temporal analysis of satellite images reflects that the mass transfer between the different systems ocurred in the recent period due to conditions that exceeded the threshold of sediment transport, these conditions are due to increase in the intensity and heavy rainfall. The forms that reflect changes in the deposition environments correspond to coastal arrows and dune fields which are sensitive areas to the contributions of sediments between systems.

En el caso del almacenamiento de los residuos radioactivos los flujos osmóticos pueden ser relevantes y requieren un análisis en detalle. El residuo nuclear bituminizado (BW) será almacenado mediante contenedores en cavidades excavadas en la Boom Clay, que es una arcilla marina que presenta propiedades favorables para limitar y retrasar la migración de los contaminantes radioactivos. La interacción entre los dos materiales es un proceso acoplado químico-hidro-mecánico y depende de la respuesta hidromecánica de la Boom Clay y del BW. En condiciones de almacenamiento, el contacto del BW, que contienen cantidades importantes de NaNO3, con el agua subterránea induce la hidratación por gradientes osmóticos y el consiguiente hinchamiento, además de la difusión de la sal disuelta hacia la Boom Clay. Se pueden distinguir dos tipos de afecciones: la perturbación geomecánica causada por el hinchamiento del BW y el aumento de presión en el BW y cambio de las distribución de tensiones en la roca, y la perturbación físico química por la migración de grandes cantidades de sales. El objetivo de esta tesis es: (i) Mejorar la comprensión de los procesos que controlan la absorción de agua y el consecuente hinchamiento del BW que contengan sales (NaNO3), y (ii) Investigar los posibles efectos de la concentración de fluidos de los poros sobre el hinchamiento, la compresibilidad y comportamiento de corte de la Boom Clay. En primer lugar, se ha desarrollado una formulación para el análisis de la deformación inducida por la disolución de sales en medio poroso con contacto con agua. Las ecuaciones planteadas incluyen los flujos acoplados de agua y soluto. Se presenta también un trabajo teórico que ayuda a la comprensión del comportamiento mecánico del BW. Se considera este material como una mezcla de bitumen y cristales de NaNO3. Se ha desarrollado un modelo elasto-viscoplástico que describe el comportamiento de fluencia del BW considerando el comportamiento de fluencia de sus constituyentes. El modelo constitutivo elasto-viscoplástico ha sido implementado en el programa CODE_BRIGHT. Los resultados se han comparado con observaciones experimentales. Se ha estudiado el comportamiento a largo plazo del BW en contacto con agua al simular ensayos de hinchamiento por absorción de agua bajo condiciones confinadas. El análisis numérico ha demostrado ser capaz de proporcionar una representación satisfactoria de los principales patrones observados en su comportamiento. En lo que respecta al segundo objetivo de la tesis, se ha propuesto una formulación para el análisis de las deformaciones inducidas por procesos osmóticos en un medio poroso de doble estructura. Esta formulación distingue dentro del material un nivel micro-estructural y otro macro-estructural con cambios químicos que tienen un efecto significativo en la micro-estructura. Se han obtenido las ecuaciones básicas que describen los flujos acoplados de agua y solutos y el transporte de sus componentes a través de los macroporos así como las ecuaciones de balance de masa para agua y soluto en los macroporos y microporos. La formulación propuesta ha sido aplicada particularmente para analizar cualitativamente el efecto de la succión osmótica sobre el hinchamiento de los suelos arcillosos. Se han analizado los efectos a corto y largo plazo. Se ha investigado también la influencia del aumento de la concentración del fluido en los poros sobre las propiedades geotécnicas y el comportamiento de la Boom Clay no saturada. Se ha llevado a cabo un programa sistemático de investigación experimental, con control de succión osmótica y matricial, con el fin de investigar el efecto del incremento de la concentración del fluido de poros sobre la resistencia de corte y el cambio volumétrico bajo condiciones edométricas. Se ha observado, que bajo condiciones parcialmente saturadas, un cambio en la salinidad provoca una disminución en la compresibilidad y en la resistencia de corte del material. / For deep storage of high-level nuclear waste osmotic flows can be significant and so require a careful analysis. In Belgium, The bituminized nuclear waste (BW) named Eurobitum contained in metallic drums will be placed inside a tunnel or a shaft excavated in the Boom Clay, which is 100 m thick marine clay presenting favourable properties to limit and delay the migration of the leached radionuclides over extended periods of time. In Geological disposal conditions, contact of the bituminized radioactive waste which contains high amounts of highly soluble salt (NaNO3) with groundwater will result in water uptake and swelling of the waste and in subsequent diffusion of the dissolved salt through the host clay formation. Basically, two types of disturbance can be distinguished: A geo-mechanical perturbation, caused by the swelling of the waste and the increase of the pressure in and around the waste and a physico-chemical perturbation by the release of large amounts of NaNO3 and other soluble salts. In this context the aim of this thesis is: (i) to improve the understanding of the processes controlling the water uptake and the subsequent swelling of bituminized waste containing soluble salts (NaNO3), and (ii) to investigate of the possible effects of the increase of pore fluid concentration on swelling, compressibility and shear behaviour of Boom Clay. A formulation has been proposed for the analysis of deformation induced by dissolution of salts in porous media in contact with water. The equations include the effect of coupled transport phenomena and the formulation has been included as an extension in the coupled THM program CODE_BRIGHT. A theoretical and experimental work aiming at understanding the mechanical behaviour of the Bituminized Waste has been presented.This material is considered for this purpose as a mixture of bitumen and crystals of NaNO3. An elasto-viscoplastic model has been developed that describes the creep behaviour of BW considering the constituents' creep behaviour. The elasto-viscoplastic constitutive model has been implemented into CODE_BRIGHT. The modelling results have been compared with the experimental data. The impact of osmotic forces on the swelling of the material has been investigated by simulating water uptake swelling tests under confined conditions and comparing the predictions with experimental results. The numerical analysis has proven to be able to furnish a satisfactory representation of the main observed patterns of the behaviour. In regard to the second objective of this thesis, a formulation has been proposed for the analysis of deformations induced by osmotic processes in double structure porous media. The formulation is based on the distinction within the material of a microstructural and a macrostructural levels with chemical changes having a significant effect on the microstructure. A macroscopic description of the system is provided. Then the basic equations describing coupled flows of water and solutes and the transport of its components through macropores and mass balance equations for water and solute in macro and micro pores have been obtained. The proposed formulation has been particularly applied to analyze qualitatively the effect of osmotic suction on swelling of clayey soils. Transient and long term effects have been analyzed. The influence of pore fluid concentration on the geotechnical properties and behavior of Boom Clay under partially saturated conditions has been investigated. A systematic experimental research program involving osmotic suction and matric suction controlled experiments has been carried to investigate the effect of the increase of pore fluid concentration on shear strength and on the volume change behaviour under odometer stress state conditions. It has been observed that under partially saturated conditions a change in salinity causes a decrease in compressibility and shear strength.