Simulación de la dispersión transversal en dispositivos de microfluídica basados en papel

BERNAL, G. I.; SATUF, M.L.; BERLI, CLAUDIO L. A.; KLER, PABLO A.

Congreso; IV Congreso de Microfluidica Argentina; 2017

Resumen: La fotocatálisis heterogénea es una tecnología avanzada de oxidación que ha sidoextensamente estudiada como alternativa a los métodos convencionales de tratamiento del airey del agua. Más recientemente, la fotocatálisis ha comenzado a emplearse para la síntesis decompuestos orgánicos de alto valor comercial, donde la tecnología de catalizadores nano-estructurados favorece la eficiencia de los procesos de conversión. En contraparte a susprestaciones, estos micro-reactores no escapan a dos aspectos comunes de todo dispositivomicrofabricado: la instrumentación y medición de variables locales es compleja y en algunoscasos impracticable. Una opción interesante para abordar esta problemática es el desarrollo deprototipos numéricos, ya que una vez validado el modelo, se pueden realizar numerososexperimentos virtuales, para considerar diferentes variables operativas, como nuevos diseños, ytener una evaluación precisa del rendimiento de los mismos y de los aspectos a mejorar.En este trabajo presentamos un modelo numérico para un micro-reactor con una celda deflujo tipo Hele-Shaw, previamente validado de manera teórica y experimental en el límite dedifusión despreciable. El modelo numérico resuelve el problema de transporte completo,considerando procesos advectivos, difusivos y reactivos. El mismo es implementado mediante elmétodo de volumen finito en la plataforma OpenFOAM. La comparación con resultadosexperimentales, así como con soluciones analíticas asintóticas, permite el análisis de constantesde reacción intrínsecas, necesario para caracterizar nuevos catalizadores nano-estructurados.Asimismo, un próximo paso desafiante en el análisis es el acople del campo de radiación UV, loque permitirá estudiar las constantes de reacción en función de la intensidad y la longitud deonda utilizada.