SIMULACIÓN NUMÉRICA DE PROCESOS ELECTROOSMÓTICOS Y ELECTROFORÉTICOS MEDIANTE UNA PLATAFORMA MODULAR BASADA EN EL MÉTODO DE VOLUMENES FINITOS

MARQUEZ DAMIÁN, S.; KLER, PABLO A.

Congreso; ENIEF 2017; 2017

Resumen. Los procesos electroosmóticos y electroforéticos consisten en procesos de transporte de solutosy solvente, y de reacción entre diferentes electrolitos, mediante la aplicación controlada de camposeléctricos. La microescala se convierte en un escenario donde estos fenómenos, fuertemente interfaciales,se aprovechanrse de manera mas eficiente en la implementación de procesos y dispositivos, fundamentalmenteen química analítica y bioanalítica: es así que en las últimas dos décadas, las plataformasmicrofluídicas para análisis (más conocidas como Lab-on-a-chip), han sido el principal escenario para eldesarrollo de métodos y tecnologías relacionadas a los procesos electroosmóticos y electroforéticos. Eldesarrollo de modelos y simulaciones numéricas de estos procesos permite una mayor comprensión y unmejor aprovechamiento de las características de los Lab-on-a-chip, para mejorar sus diseños, aumentarsu rendimiento y también poder expandir así su aplicabilidad. En este trabajo se presenta la implementaciónde la simulación numérica de procesos electroosmóticos y electroforéticos a través del acoplede las diferentes ecuaciones que modelan el campo eléctrico, el campo de velocidades y presiones, elcampo de concentraciones de solutos y electrolitos y el equilibrio ácido-base. Se consideran también demanera especial las heterogeneidades de concentraciones de cargas en las paredes que dan origen a ladoble capa eléctrica, que en definitiva permite el flujo electroosmótico. La implementación se llevó a cabomediante el método de volúmenes finitos utilizando la plataforma OpenFOAMR . La herramienta desimulación, ya presentada en un trabajo anterior, resulta novedosa, desde el punto de vista de las herramientasutilizadas para la resolución de casos complejos. Justamente a partir de estos casos se presentaránlas innovaciones recientes en el código que permitieron resolver situaciones experimentales computacionalmentedemandantes. Se pondrá énfasis en las nuevas características que ofrece la herramienta comolas diferentes condiciones de borde implementadas para la simulación del transporte de electrolitos, y laoptimización de las estrategias de acoplamiento entre campos.