Estudio de fenómenos capilares en medios porosos: sorción de nitrógeno y porosimetría de mercurio. Acuerdos y discordancias - Felipe Mendoza, Carlos (Universidad Autónoma Metropolitana, 2005)
Se ha dicho que, conociendo por completo las propiedades texturales de un material o medio poroso, muchos procesos naturales e industriales estarían bien descritos o se harían por lo menos más eficientes debido a que se podría predecir el comportamiento real de los fenómenos capilares que ocurriesen dentro de ellos. Aun no es posible conocer totalmente dichas propiedades debido a que muchos medios porosos poseen estructuras caóticas y complejas difíciles de describir cuantitativamente. Por otro lado, es difícil predecir el comportamiento de un fluido en un medio poroso, ya que en la práctica es la propia estructura la responsable de contrarrestar la tendencia natural de los fluidos a seguir trayectorias con un mínimo de resistencia hidráulica en los procesos de transporte. Por lo anterior, es deseable la creación de una teoría que prediga adecuadamente el comportamiento de los procesos capilares y que pueda ser comprobada o respaldada por evidencias experimentales. La presente tesis doctoral pretende contribuir al estudio teóricoexperimental de la estructura y procesos capilares que se desarrollan en los medios porosos mediante el tratamiento de los fenómenos de porosimetría de mercurio y de sorción de nitrógeno. La tesis esta organizada de la siguiente manera: En el capítulo 1 se presenta una breve descripción y revisión bibliográfica de algunos conceptos sobre medios porosos y los procesos capilares que ocurren en su interior. Así mismo, se plantean los objetivos y alcances que pretende este trabajo. El capítulo 2 presenta los resultados de la simulación de porosimetría de mercurio sobre redes porosas construidas mediante métodos de Monte Carlo. Se observan entre otros, los efectos de la cantotaxis, el estrangulamiento (snap off), la conectividad, etc.; sobre las curvas de porosimetría de medios porosos con diferentes grados de correlación. El capítulo 3 muestra los resultados de datos experimentales, obtenidos por sorción de nitrógeno y porosimetría de mercurio en sistemas mesoporosos modelo y reales; en particular se trata un sólido globular constituido por esferas de sílice monodispersas en un arreglo rombohédrico perfecto y un vidrio poroso controlado CPG. Se explican las posibles similitudes y diferencias en los resultados. En el capítulo 4 se realiza una descripción analítica de la intrusión de mercurio y se resalta la analogía que tiene con la desorción de nitrógeno, en cuanto a que son casos de drenaje. Como aplicación a otros fenómenos, en el apéndice B se presenta una descripción analítica del índice de mojabilidad Amott-Harvey, el cual es un parámetro clave para el problema de la recuperación del petróleo en yacimientos o en la remediación de suelos. Dicho estudio analítico, pone de manifiesto la potencialidad y diversidad de la metodología usada en este trabajo para la descripción adecuada de diversos procesos capilares.