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Modelando la Dispersión de Microplásticos en el Estuario Salado Usando Dinámica de Fluidos Computacional

Autores: Velazquez-Araque, Luis; Flor, José; Méndez, Alfredo; Cárdenas-Calle, Maritza

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Modelando la Dispersión de Microplásticos en el Estuario Salado Usando Dinámica de Fluidos Computacional


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Microplásticos
Ecosistemas acuáticos
Dinámica de fluidos computacional
Tereftalato de polietileno
Sistemas estuarinos
Hidrodinámica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los microplásticos (MPs) han surgido como un importante contaminante en los ecosistemas acuáticos, originándose principalmente de actividades industriales y la degradación de desechos plásticos. Comprender su dinámica de transporte es crucial para evaluar los riesgos ambientales y desarrollar estrategias de mitigación. Este estudio emplea simulaciones de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para modelar la trayectoria de los MPs en la sección B del Estuario Salado en la ciudad de Guayaquil, Ecuador, utilizando ANSYS FLUENT 2024 R2. Se analizó el comportamiento transitorio de las partículas de Tereftalato de Polietileno (PET) utilizando el modelo multifásico de Volumen de Fluido (VOF), el modelo de turbulencia k-omega SST y el Modelo de Fase Discreta (DPM) bajo un régimen de flujo continuo. Se utilizaron partículas esféricas de PET (5 mm de diámetro, 1340 kg/m3 de densidad) para establecer un escenario base simplificado. Se seleccionaron dos velocidades del agua, 0.5 m/s y 1.25 m/s, basadas en tasas de flujo típicas reportadas en sistemas estuarinos similares. El análisis de contornos de densidad facilitó el modelado de la interfaz aire-agua, mientras que el análisis de trayectoria de partículas reveló que a 0.5 m/s, las partículas viajaron 18-22.5 m antes de la sedimentación, mientras que a 1.25 m/s, viajaron 50-60 m antes de llegar al fondo. Estos hallazgos demuestran que velocidades de flujo más altas aumentan las distancias de transporte de los MPs antes de la deposición, enfatizando el papel de la hidrodinámica en la dispersión de microplásticos. Aunque limitado a un tipo de partícula y condiciones idealizadas, este estudio subraya el potencial de la CFD como una herramienta predictiva para evaluar el comportamiento de los MPs en ambientes acuáticos, contribuyendo a mejorar el control de la contaminación y los esfuerzos de remediación.

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