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La investigación de procesos de migración de gases a través de suelos normalmente presenta dificultades debido principal- mente a la naturaleza no homogénea del suelo; esto limita la capacidad de modelar los procesos apropiadamente tanto para describirlos como para predecirlos. El Simulador de Migración de Gases en Suelos (GAMS) se desarrolló para resolver este problema. El GAMS consta de un recipiente cilíndrico, el cual puede llenarse homogéneamente con un volumen conocido de suelo. El diseño del GAMS permite una entrada difusiva de cierta fase gaseosa en la base de la columna de suelo, lo que al mismo tiempo permite investigar la velocidad de exhalación del gas. El diseño permite además efectuar una irrigación cuantitativa de la superficie del suelo y simular niveles hidrostáticos ajustables. Para registrar series de tiempo de los parámetros más relevantes, el GAMS el GAMS está equipado con seis capas de monitores intercambiables a diferente profundidad. Las investigaciones más recientes empleando el GAMS se enfocan a la migración de radón a través del suelo y su dependencia con la temperatura y contenido de humedad del suelo utilizando monitores “Clipperton”. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2002.41.4.490

Se determinaron fluctuaciones de radón en suelo en dos estaciones ubicadas en el flanco norte del volcán Popocatépetl. Así mismo se midió radón y se determinó la composición química de muestras del agua de tres manantiales localizados alrededor del volcán. Las medidas de radón en suelo se realizaron con detectores sólidos de trazas nucleares y ocasionalmente con registros en periodos cortos con sondas Clipperton. El radón en agua se midió por el método de centelleo líquido. Las componentes químicas mayores del agua se cuantificaron por métodos químicos convencionales y los elementos traza por medio de un ICP-MS. Los niveles del radón en suelo mostraron patrones de comportamiento distinto durante 1999–2000. Los compuestos químicos del agua indican diferencias en el origen de cada manantial. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2002.41.4.486

En muchos casos se necesita la medición del Rn en el agua debajo de diferentes profundidades en tiempo real, lo cual se hace con equipos electrónicos. El efecto de la presión puede tener un gran papel sobre el sensor electrónico y también sobre la geometría del dispositivo. Ese estudio proporciona informaciones sobre la sensibilidad de sistemas de este tipo en función de la profundidad/presión, y suministra una curva de corrección. También el estudio demuestra que la solubilidad del Rn en el agua puede ser investigada en función de la presión. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2002.41.3.335

Se midieron las variaciones temporales de la concentración del Rn en el agua del acuífero de Lamalou en Francia. Las mediciones se realizaron al nivel de la fuente, así como en pozos asociados con el acuífero. Las variaciones de Rn registradas dentro del conducto principal y dentro de un pozo situado al lado del conducto principal han sido comparadas. Se encuentra que la respuesta a la lluvia depende fuertemente de la estación cuando ocurra la lluvia. En verano, después de un episodio de lluvia, se nota una respuesta del radón en el pozo; sin embargo, no se observa al nivel de la fuente. Además, el decaimiento del radón obedece a la ley de decaimiento radioactivo. Así pues, en verano el acuífero casi no se mueve horizontalmente. Todo lo contrario, en la estación de lluvia, cada precipitación produce una señal en el pozo, así como en la fuente, lo cual indica un tipo diferente de funcionamiento y un proceso de mezcla de las aguas en el conducto principal. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2002.41.3.341

Since natural soil conditions are hardly ever homogeneous, soil gas migration processes are difficult to investigate. The power of model calculations for describing or predicting soil gas migration processes is often limited. The Gas-Migration-Simulator (GAMS) has been developed to cope with this problem. The GAMS takes the form of a cylindrical box which can be homogeneously filled with a soil volume of 1.7 m3. The design allows a solely diffusive input of a gas phase into the base of the soil column. At the same time it allows determination of the gas exhalation rate. By providing a gas-tight crawling space immediately above the soil column and by adjusting a certain air pressure in this space the GAMS also permits the simulation of atmospheric high or low pressure fields, enabling the investigation of their influence on soil gas exhalation rate and soil gas migration. Quantitative irrigation of the soil surface and simulation of an adjustable groundwater table are also possible. To record time series of the relevant parameters, the GAMS is equipped with six layers of exchangeable probes at different depths. Recent research focuses on the migration of radon through the ground and its dependence on meteorological parameters. Special “Clipperton” probes have been used to record continuous time series of radon concentration of soil gas together with the temperature and the soil moisture content.

Time variations of radon-222 concentrations in the water of the Lamalou, France, karst aquifer have been measured. The measurements have been performed at the spring outlet of the aquifer as well as in boreholes drilled from the surface. Radon concentrations variations recorded in the main outlet and in a well located next to it are compared. The response to rainfall depends strongly on the season when rainfall occurs. During summer, a rain episode is followed by a radon response in the well but not at the spring. Furthermore, the decay of the radon signal obeys strictly the radioactive decay law. Accordingly, during summer the water of the aquifer barely moves horizontaly. On the contrary, during the rainy season, every rainfall induces a signal both in the well and at the spring reflecting a different mechanism and a mixing process of the water in the main outlet.

Real-time in situ Rn measurements under water at different depths are often required. Pressure effects on electronic equipment can play a role on the sensor and on the geometry of the device. We discuss the sensitivity of such systems depending on depth/pressure variation and provide a correction factor curve. We show that Rn solubility in water can be investigated as a function of pressure.

Soil radon was monitored at two permanent stations on the northern flank of Popocatépetl volcano. Water samples from three springs around the cone were also studied for radon and chemical composition. Radon in soil was recorded using track detectors, and sporadic short-term measurements were obtained with a Clipperton probe. Radon in water samples was measured using a liquid scintillation method. The chemical composition was obtained from conventional chemical methods and trace elements using an ICP-MS equipment. Soil radon levels obtained with track detectors at the two monitoring stations showed different patterns in 1999-2000. The chemical composition indicates differences in the origin of the springs.

Radon-in-soil monitoring at the Poas volcano (Costa Rica) has been performed together with water chemistry from the hot crater lake since 1981 and 1983 respectively. The results are discussed as a function of the eruptive evolution of the volcano over a 13 years period (1981-1994). It is shown that no definitely clear precursory radon signals have been recorded. On the contrary, ionic species concentrations are likely to be considered good precursors, together with the temperature variations of the crater lake water.