Electroviscous Effects in Stationary Solid Phase Suspensions

Abstract

El flujo a través de medios porosos es un tema de interés en diferentes campos de investigación como la medicina, la ingeniería y la ciencia. La aparición espontánea de distribución iónica en la interfase sólido-líquido da lugar a una reducción del caudal, lo que generalmente se denomina efecto electroviscoso. Sin embargo, esto debe diferenciarse en dos efectos más específicos, el efecto primario debido a la distorsión de las nubes iónicas y el efecto secundario debido a la superposición de las nubes iónicas. No siempre se han realizado con claridad trabajos teóricos y experimentales para separar ambos efectos. En su lugar, se han agrupado globalmente. El propósito de esta revisión es revisar la bibliografía teórica y experimental sobre el efecto electroviscoso en suspensiones en fase sólida estacionaria (tapones porosos, membranas, microcanales, capilares). Las principales conclusiones de esta breve revisión son: (i) cuando las nubes iónicas son relativamente pequeñas, es posible aceptar que sólo el efecto primario es la causa del aumento aparente de la viscosidad de la fase líquida cuando se la fuerza a fluir relativa a la fase sólida estacionaria; (ii) aunque la teoría predice un máximo para la variación del efecto electroviscoso general frente al tamaño relativo de la nube iónica, se ha observado experimentalmente, pero no se ha razonado adecuadamente, que su existencia depende del tipo de sal; y (iii) es necesario justificar por qué, si el fluido es no newtoniano, los parámetros electrocinéticos dominan las características del flujo debido a los altos gradientes de presión, pero los parámetros reológicos son más determinantes cuando el flujo es generado por bajos gradientes de presión. (i) cuando las nubes iónicas son relativamente pequeñas, es posible aceptar que solo el efecto primario es la causa del aumento aparente de la viscosidad de la fase líquida cuando se la fuerza a fluir con respecto a la fase sólida estacionaria; (...)