Mecanismos de despegue y efecto de la humedad en la resuspensión de partículas: Simulaciones de Monte Carlo

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

La Plata

Otro; XIV Reunión de Fluidos y sus Aplicaciones; 2016

La resuspensión de polvos o granos es el proceso por el cual partículas ya depositadas en una superficie son ?despegadas? de la misma por la acción de un agente externo como un fluido, una vibración mecánica, etc. Existen numerosos ejemplos de este fenómeno en diversas industrias, micro y nano-tecnología, contaminación ambiental y explotaciones mineras, entre muchos otros.En este trabajo se presenta un modelo de simulación basado en el método de Monte Carlo (MC) para describir la resuspensión de partículas que se encuentran sobre una superficie horizontal y lisa, por acción de un flujo de aire turbulento. La probabilidad de resuspensión es evaluada teniendo en cuenta los tres mecanismos posibles de resuspensión: a) el balance entre los momentos de las fuerzas de adhesión partícula-superficie y las fuerzas aerodinámicas de un flujo de aire que tratan de despegarlas de dicha superficie (?roll?); b) el balance entre lasfuerzas de fricción partícula-superficie y las fuerzas aerodinámicas (?slide?) y c) el balance entre las fuerzas de adhesión partícula-superficie y las fuerzas aerodinámicas (?pull-off?). Se realiza un análisis detallado de la influencia de cada uno de los parámetros del modelo (parámetros de las distribuciones de fuerzas de adhesión y aerodinámicas y factor de reducción) en el flujo de partículas resuspendidas en función del tiempo. Los resultados obtenidos se comparan con diferentes experimentos de otros autores (Reeks et al., 2001; Ibrahim et al. 2003; Ibrahim et al. 2004), permitiendo mostrar la importancia de cada uno de los mecanismos.Por otro lado, se incorporan fuerzas capilares en el modelo de simulación para estudiar la influencia de la humedad en la resuspensión de partículas. Nuevamente, los resultados obtenidos son comparados con datos experimentales previos. Finalmente, se discuten las ventajas del presente modelo respecto de otros,destacando el aspecto complementario que las técnicas aquí utilizadas representan al incorporar el carácter estocástico del proceso de resuspensión.