Transporte de coloides (nano y micropartículas) e interacción superficial en aguas subterráneas

1 Alcance de este libro

1.1 La necesidad de múltiples escalas

1.2 Conocimiento y percepciones erróneas

1.3 Nuestro enfoque

1.4 Nuestros objetivos para este libro

2 Introducción a los coloides de las aguas subterráneas

2.1 Coloides Definidos (El Qué)

2.2 Significado del coloide (el por qué y el dónde)

2.3 Transporte de coloides (El cómo… y el resto de este libro)

3 Tamaños, Escalas, Fuerzas y Energías

3.1 Tamaños y escalas

3.2 Fuerzas y energías

4 Interacciones a nanoescala

4.1 Nanoescala: Interacción de solutos con coloides

4.2 Interacciones coloidales a nanoescala con superficies

4.2.1 Interacción coloide-superficie a nanoescala en condiciones favorables

4.2.2 Interacción coloide-superficie a nanoescala en condiciones desfavorables

4.2.3 Zona de interacción coloide-superficie (ZOI)

4.2.4 Interacciones DLVO y xDLVO en detalle

5 Procesos de transporte de coloides a escala de poro

5.1 Procesos de transporte a escala de poro observados experimentalmente

5.1.1 Movimiento coloidal en el dominio del fluido cerca de la superficie en experimentos a escala de poro

5.1.2 Eficiencias del colector en experimentos a escala de poro

5.1.3 Desapego en experimentos a escala de poro

5.1.4 Impactos de la rugosidad en experimentos de escala de poro

5.2 Simulación del transporte de coloides a escala de poro

5.2.1 Simulación de la entrega de coloides a escala de poro a las superficies mediante el equilibrio mecánico de fuerza y par

5.2.2 Simulación de la fijación coloidal de la escala de poros (detención) mediante el equilibrio de par en contacto

5.2.3 Simulación del desprendimiento de coloides a escala de poro

5.2.4 Simulación del transporte de coloides a escala de poro en condiciones desfavorables

5.2.5 Impactos de la forma (y el tipo) de coloide

5.3 Accesos directos a la simulación de transporte coloidal a escala de poros

5.3.1 Ecuaciones de correlación como atajo a la eficiencia del colector (η)

5.3.2 Condición perfecta del límite del sumidero como atajo para el equilibrio de par en contacto

5.3.3 Comparación de las energías de detención y movilización como atajo a las simulaciones mecanicistas a escala de poro

5.3.4 Retención y reenganche desde mínimos secundarios

5.3.5 El esfuerzo como mecanismo de escala de poros de acceso directo para la retención de coloides

5.3.6 Eficiencia de la conexión (α) como atajo a las eficiencias desfavorables del colector

5.4 Transporte de soluto frente a coloide a escala de poro

6 Escala continua (red de poros) Transporte de coloides

6.1 Transporte de coloides a escala continua observado experimentalmente

6.1.1 Inferencia de mecanismos de funcionamiento

6.1.2 Heterogeneidad física y química a macroescala

6.1.3 Impactos observados experimentalmente de condiciones favorables versus desfavorables a escala de continuo

6.1.4 Implicaciones prácticas de las observaciones experimentales a escala continua

6.2 Simulación del transporte de coloides a escala continua

6.2.1 Procesos hidrodinámicos simulados a escala continua

6.2.2 Transporte reactivo simulado a escala continua utilizando coeficientes de velocidad

6.2.3 Vinculación mecanicista de los coeficientes de tasa con los procesos de poro y nanoescala: bajo el capó de los coeficientes de tasa

7 Conclusión

8 Ejercicios

9 Referencias

10 Cajas

Recuadro 1 – Desarrollo de expresiones para factores de retardo hidrodinámico

Recuadro 2 – Derivación de la velocidad de traslación coloidal al rodar sobre la superficie en respuesta a pares de detención y movilización

11 soluciones de ejercicio

12 Lista de notaciones

13 Sobre los autores