Modelo de transporte iónico en electrodeposición en celdas delgadas bajo régimen gravitoconvectivo dominante.

V. D´ANGELO, G. MARSHALL, G. GONZÁLEZ, F. MOLINA, S. DENIGRA, C. IEMMI, J. C. BRADLEY

San Martín de los Andes, Argentina

Congreso; XII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2001

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Se presenta un modelo y simulaciones numéricas del transporte iónico en electrodeposición en celdas delgadas para soluciones altamente diluidas y configuraciones geométricas realistas. El modelo computacional resuelve las ecuaciones de Nerst-Planck para el transporte iónico, la ecuación de Poisson para el potencial electrostático y las ecuaciones de Navier-Stokes para el movimiento del fluido para una malla cuya relación de dimensiones ancho-largo es de dos órdenes de magnitud. Las ecuaciones están escritas en términos de un conjunto de números adimensionales que muestran la importancia de los números de Poisson y Grashof en un régimen gravitoconvectivo dominante.  Debido a la extrema disparidad de las escalas físicas y a la distorsión geométrica involucradas en el proceso electroquímico, se presenta una técnica numérica consistente en una descomposición por subdominios con un método iterativo fuertemente implícito y su implementación en una máquina paralela consistente en un cluster de PC’s usando una librería de pasaje de mensaje (MPI) bajo linux. Esto permite la utilización de un mallado muy fino en dominios altamente distorsionados con números adimensionales de Poisson y Grashoff más realistas, resultando un algoritmo robusto para soluciones electrolíticas altamente diluidas cercanas a las encontradas experimentalmente. La simulación computacional predice la interacción de frentes, la generación de vórtices y su posterior fusión y una evolución espacio-temporal con un escaldo correcto.