Caracterización reológica de nanofluidos basados en hierro para remoción in situ de contaminantes inorgánicos

Abstract

Las nanopartículas de hierro cerovalente son materiales eficaces para remoción de contaminantes presentes en agua. La estabilización de suspensiones acuosas de nanopartículas empleando polielectrolitos evita su aglomeración y precipitación y permite formar nanofluidos con buenas propiedades de transporte en lecho poroso. Estos nanofluidos son útiles para el tratamiento in situ de aguas subsuperficiales por inyección en suelo. El diseño de un sistema de inyección a escala real requiere conocer las características de transporte de los nanofluidos siendo para ello fundamental las medidas de viscosidad, así como también el empleo de herramientas de modelado matemático y curvas de ruptura de los nanofluidos en columnas rellenas de medio poroso. En este trabajo se estudiaron nanofluidos estables de nanopartículas de hierro cerovalente y carboximetilcelulosa, empleados con éxito a escala laboratorio y piloto en ensayos de transporte. Los nanofluidos se caracterizaron reológicamente empleando un reómetro híbrido y se realizaron ensayos de flujo y oscilatorios para determinar el comportamiento de la viscosidad y de los módulos elástico y viscoso. Se compararon dos suspensiones con distintas cantidades de nanopartículas y carboximetilcelulosa y, adicionalmente, se estudiaron soluciones de carboximetilcelulosa de igual concentración. Luego, se ajustaron los resultados de los ensayos de flujo empleando diversos modelos reológicos para describir el comportamiento de los nanofluidos y las soluciones de carboximetilcelulosa. Se observó que la viscosidad de los nanofluidos disminuye respecto de las soluciones de carboximetilcelulosa de igual concentración. Se obtuvieron en general buenos ajustes empleando los modelos de Ley de la Potencia, Herschel-Bulkley y Cross.