Estudio numérico del efecto de surfactantes en la dinámica de microporos sobre láminas fluidas

RODRÍGUEZ CACIK, EUGENIA SOFÍA

San Carlos

Jornada; XXVII Jornadas de Jovens Pesquisadores da AUGM; 2019

AUGM - UFSCar

La dinámica y estabilidad de las láminas fluidas son importantes en muchas aplicaciones, por ejemplo, en biosensores, en membranas líquidas para separación de partículas o en la estabilidad de espumas. Cuando una lámina de líquido puro es perturbada por un elemento punzante, esta se retrae debido a un desequilibrio en las fuerzas de tensión superficial, haciéndolo a una velocidad final constante denominada Velocidad de Taylor?Culick, cuya expresión fue deducida de manera independiente por Taylor (1959) y Culick (1960). Cuando el fluido que conforma la lámina contiene algún surfactante, entran además en juego los gradientes de tensión superficial, inducidos por la variación en la concentración del mismo, que tiende a acumularse en el borde que se retrae. Experiencias realizadas por Petit y col. (2015) con soluciones acuosas de surfactantes a diferentes concentraciones, indican que la velocidad de apertura del poro en la lámina es constante pero menor que la de Taylor?Culick. En este trabajo se busca reproducir mediante simulaciones computacionales el comportamiento de la lámina, comparando las velocidades de retracción que arroja el modelo con los datos medidos experimentmente. Se validó el modelo analizando primero una lámina de solvente puro, y posteriormente se analizó la velocidad de apertura, forma de la interfase, distribución de fuerzas actuantes y de surfactante en el estado cuasi-estacionario para diferentes concentraciones de surfactante y espesores en la lámina. Los resultados indican que para todas las concentraciones de surfactante analizadas, las velocidades de retracción experimentales son mayores que las simuladas, pero conservan la tendencia de decrecer a medida que aumenta el espesor.