¿Qué es la Resuspensión Cinética Programada?

BENITO, J.G.; UÑAC, R.O.; VIDALES, A. M.

San Rafael

Congreso; TREFEMAC 2023; 2023

La resuspensión de partículas ha sido objeto de especial atención por partede los investigadores desde hace muchas décadas. Este fenómeno está presenteen una amplia gama de campos, como la resuspensión de partículas en elaire, el arrastre de sedimentos, la salud humana, los sistemas de filtración, laindustria alimentaria y la producción minera. En el fenómeno de resuspensiónde partículas, la evidencia experimental y de simulación demuestra que unamayor aceleración del flujo de aire aumenta el rango de velocidades necesariaspara todo el proceso de resuspensión. Sin embargo, este proceso se vuelvemás rápido cuando aumenta la aceleración. Usando un modelo de MonteCarlo y por analogía con el proceso de desorción térmica de moléculas desuperficies, somos capaces de reproducir datos experimentales para analizarlos principales parámetros cinéticos del problema. En nuestras simulaciones, lamonocapa de partículas esféricas se encuentra unida a la superficie a través deuna fuerza de adhesión que sigue una distribución Lognormal. Las partículasson sometidas al efecto del viento, asumiendo una distribución Gaussiana paralas fuerzas aerodinámicas. El proceso estocástico utilizado para la resuspensiónse basa en la evaluación de probabilidades en función de la relación entre losmomentos de las fuerzas que actúan sobre cada partícula y utilizando unafunción Metrópolis. Para comprender mejor el comportamiento relacionadocon la aceleración del flujo de aire utilizado, presentamos una metodologíade Resuspensión Cinética Programada, KPR, basada en la analogía con latécnica de Desorción Térmica Programada (TPD). Esta técnica nos permiteobtener, mediante cálculos sencillos, una ecuación trascendental que relacionala velocidad de fricción con la aceleración del flujo de aire y otras constantespartícula-sustrato. Nuestros resultados numéricos concuerdan con el aumentode la tasa de partículas con la aceleración. Además, la velocidad del aire parael caudal máximo de partículas resulta ser mayor a medida que aumenta laaceleración. Finalmente, la técnica KPR resulta una herramienta potencialpara obtener constantes del sistema partícula-superficie realizando numerosasrepeticiones de experimentos para diferentes valores de aceleración del aire.Esta posible aplicación podría estar dedicada a encontrar aquellos parámetrostípicamente desconocidos en un escenario experimental.