La ciencia de las gotitas
El proyecto NONFLATIMPINGEMENT (Droplet impingement on non-flat surfaces), financiado por la Unión Europea, realizó la modelización numérica de la interacción entre gotas líquidas de pequeño tamaño que impactaban sobre superficies no planas. Esta investigación representa un avance importante respecto de estudios teóricos y numéricos anteriores, limitados a superficies planas. Inicialmente, el equipo del proyecto utilizó el paquete comercial ANSYS Fluent, un conjunto completo de software de dinámica de fluidos computacional para modelizar el flujo de fluidos. Se seleccionó el método conocido como de volumen de fluido como el más apropiado para simular numéricamente el flujo de gotas de pequeño tamaño entre dos fluidos inmiscibles. Este método implica la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes para el transporte de masa y momento además de la advección de una cantidad escalar que se llama fracción de volumen. Las simulaciones numéricas capturaron el comportamiento de la interfaz líquido-aire mediante el uso de una técnica de refinado de retículas que permitió realizar predicciones precisas en el área de interés. Durante el transcurso del proyecto, también se enriquecieron modelos estándar aplicables en las condiciones de disgregación catalítica de fluidos, un proceso de conversión habitual en refinerías de petróleo. Se incorporaron un modelo de ángulo de contacto dinámico y el recién desarrollado modelo de fuerza de humectación a fin de mejorar la modelización numérica de la interacción sólido-líquido. Los investigadores del proyecto verificaron la solidez del nuevo enfoque frente a los resultados de modelizaciones previamente obtenidos, así como frente a datos experimentales. Se establecieron los mecanismos fundamentales que gobiernan la dinámica de esparcimiento de las gotas sobre superficies no planas hidrofóbicas e hidrofílicas, así como los efectos sinérgicos de los parámetros de procesamiento. El modelo numérico desarrollado dentro de NONFLATIMPINGEMENT demostró ser capaz de simular fenómenos del mundo real y contribuir a la obtención de información valiosa para las operaciones de refinado de petróleo. En particular, la información obtenida podría ser útil para la conversión de las fracciones de alto peso molecular del petróleo crudo en gasolina y otros productos.
Palabras clave
Gotitas líquidas, impacto de gotitas, superficies no planas, NONFLATIMPINGEMENT, refinerías de petróleo, catálisis, FCC
