Simulación de Monte Carlo del fenómeno de resuspensión de partículas desde una superficie lisa

VALENZUELA ARACENA, K. A.; BENITO, J. G.; UÑAC R.; I. IPPOLITO; A. M. VIDALES

Tandil, Bs. As.

Congreso; 99 REUNION DE LA A.F.A; 2014

Asociación de Física Argentina

La resuspensión de partículas ya depositadas en una superficie es un problema que aparece en numerosas situaciones tanto dentro de la industria como en el cuidado del medio ambiente. POr ejemplo, la necesidad de tener superficies perfectamente limpias en la micro y nano-tecnología, la contaminación ambiental por resuspensión de partículas radioactivas luego de un accidente nuclear, la polución ambiental producida en las explotaciones mineras, entre muchos otros ejemplos. En el presente trabajo se plantea un modelo de simulación para describir la resuspensión de partículas que se encuentran sobre una superficie horizontal y lisa. Utilizando el método de Monte Carlo, se evalúa la probabilidad de resuspensión a partir del balance entre las fuerzas de adhesión entre las partículas y la superficie y las fuerzas aerodinámicas de un flujo turbulento que tratan de despegarlas de dicha superficie. Las fuerzas de adhesión responden a una distribución log-normal de intensidades, mientras que las fuerzas debidas a la turbulencia pertenecen a una distribución gaussiana. A pesar de su simpleza, el modelo es capaz de describir todas las particularidades observadas en el flujo de partículas resuspendidas en función del tiempo, tanto descriptas en otros modelos teóricos como observadas experimentalmente. Gracias a un completo conjunto de simulaciones, se pone en evidencia el rol que cada parámetro de las distribuciones de fuerzas respectivas tiene en la curva de flujo de partículas vs. tiempo. Una comparación con datos experimentales demuestra la capacidad predictiva del modelo.