De fluidos, transporte de calor y medios porosos |
Entrevista a Raúl A. Bortolozzi*, científico que investiga en Fenómenos de Transporte en Medios Porosos, y que desarrolla sus actividades en el Intec**, de nuestra ciudad.
¿Qué debemos entender por los fenómenos que usted estudia?; ¿puede brindar
ejemplos?
En particular, los temas que investigo se refieren al movimiento de fluidos
(agua, solventes, aceites, líquidos biológicos, por citar pocos ejemplos) y a la
transferencia de calor en medios porosos. En una definición primaria, la transferencia de
calor es el transporte de energía térmica de un lugar a otro. Ambos temas, el flujo de
fluidos y la transferencia de calor, están dentro de lo que designamos, en general, como
fenómenos de transporte. Y los medios porosos se denominan así porque contienen poros,
es decir, pequeños huecos entre las partículas que forman el medio. En otros casos
existen orificios o conductos de pequeño diámetro que atraviesan un cuerpo sólido,
formando lo que se llama un medio poroso consolidado. A nivel industrial, son múltiples
los ejemplos de equipos donde están presentes los fenómenos de transporte en medios
porosos. Pero mejor vayamos a la vida cotidiana, con casos que pueden aclararnos los
conceptos básicos sobre este tema: cuando tomamos mate, el agua caliente atraviesa un
medio poroso, constituido por la yerba molida. El flujo se establece porque existe una
diferencia de presión generada por la acción de succionar la bombilla, con lo que se
produce el movimiento del agua y las sustancias disueltas a través de la yerba y luego
dentro de la bombilla, hacia la boca de la persona que toma el mate.
Otro caso muy común es la filtración, que se realiza para separar partículas sólidas
suspendidas en un líquido. Por ejemplo, la filtración del agua de una pileta de
natación, el filtrado que se efectúa al preparar café tradicional, la función que
realizan los filtros de aire, aceite y combustible en los automóviles, etc. Los medios
porosos también están presentes a nuestro alrededor en la vida diaria: un trozo de pan,
una tostada, una esponja de baño, una piedra pómez, un pedazo de madera, un ladrillo,
telgopor... y la lista podría continuar mucho más.
Mencionó usted que estos estudios se aplican en la industria...
Así es; como dije antes, en la actividad industrial existen diversos equipos que
involucran medios porosos (reactores, columnas de absorción, torres rellenas en general,
etc.). De allí la importancia de estudiar los fenómenos de transporte en este tipo de
sistemas con el fin de desarrollar las ecuaciones necesarias para el cálculo y diseño de
los equipos citados. La disciplina a que hago referencia, en sus aspectos básicos, es
bastante clásica en Ingeniería Química. Sus fundamentos se han desarrollado e
investigado desde hace muchos años y, por lo tanto, hay abundante material bibliográfico
sobre el tema. En particular, el flujo en medios porosos reconoce su principal antecedente
en el trabajo de Henri Darcy, quien formuló la ecuación que hoy lleva su nombre. Este
trabajo es de mediados del siglo XIX, y se basa en los resultados experimentales que el
mismo Darcy obtuvo en un filtro de arena, que estaba estudiando en relación con la
provisión de agua a una localidad francesa.
¿Ha hecho usted aportes al modelo que se origina en la ley de Darcy?
En efecto, pero deseo aclarar que mis contribuciones se realizaron en conjunto
con el Director del grupo en el que llevo a cabo mis actividades. Estos aportes consisten
en perfeccionar el modelo físico-matemático que describe el flujo y la transferencia de
calor en medios porosos, considerando, además de la clásica ley de Darcy, otros efectos
físicos que están presentes en estos sistemas (porosidad variable, inercia, dispersión
térmica, por citar algunos). Los efectos a que me refiero permiten aplicar el modelo a
muchos casos en los cuales la ecuación de Darcy resulta insuficiente para describir en
forma adecuada los fenómenos físicos que se ponen en evidencia en los experimentos.
¿Hay otros científicos trabajando en un tema similar al suyo en el país?
Sí; se dedican a medios porosos, y con esos investigadores nos encontramos con
cierta frecuencia en los congresos de ingeniería química o en los de física de los
fluidos. Puedo citar, por ejemplo, el Grupo de Medios Porosos de la Facultad de
Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires, que investiga, entre otros temas, el flujo
de fluidos en medios porosos naturales. En nuestro grupo también tenemos experiencia en
este tema que se aplica, por ejemplo, en el estudio del movimiento del petróleo cuando se
hace su extracción y recuperación desde los yacimientos. En su estado natural, el
petróleo se encuentra generalmente en reservorios subterráneos, impregnando la roca
porosa o las capas de arena. Cuando se lo extrae por bombeo o por desplazamiento con otros
fluidos, debe moverse a través de estos medios hasta llegar a los caños de salida. Se
establece entonces un flujo en el medio poroso natural, que se puede evaluar usando las
ecuaciones de los modelos matemáticos descriptos anteriormente.
Dadas sus aplicaciones podemos decir que este tema tiene buenas perspectivas.
¿También la Medicina o la Biología pueden beneficiarse de él?
Sin dudas, ya que muchos sistemas biológicos están constituidos por medios
porosos -los propios órganos del cuerpo, como pulmones y riñones, tienen
características de medios porosos-. Algo similar ocurre con el tronco y las ramas de los
árboles, que tienen conductos muy delgados por donde circula la savia.
¿Ha dirigido becarios de investigación?
Hasta el momento he participado en la co-dirección de becarios y estudiantes de
ingeniería química en trabajos que realizaron como parte de los requisitos que debían
cumplir para la aprobación de algunas materias de la carrera. En la actualidad estoy
colaborando en la dirección de un alumno de ingeniería química que realiza una
pasantía en el Intec y que se ha presentado a las Cientibecas de la UNL.
¿Se desarrollan trabajos conjuntos con otros grupos científicos, académicos
o de empresas privadas?
En los temas que mencioné, se están iniciando en este momento actividades
conjuntas con otros grupos, las cuales se intensificarán en el futuro. En otros temas en
que trabaja el equipo de investigación del que formo parte, se están realizando
actividades conjuntas con otros institutos de investigación. Entre ellos puedo mencionar,
por ejemplo, el IFIR -de la Universidad Nacional de Rosario- y el CIDCA, de la Universidad
Nacional de La Plata. En años anteriores hubo una importante interacción con las
empresas PASA y DuPont.
¿Un logro investigativo suyo que recuerde de modo particular?
Tengo especialmente presente cuando pudimos reproducir, con nuestro modelo, un
conjunto muy importante de resultados experimentales publicados en la literatura
científica. Se referían al intercambio de calor a través de un medio poroso en escala
de laboratorio, donde se realizaron estas mediciones con mucha precisión.
¿Qué organismos apoyan económicamente sus actividades de investigación?
Actualmente son financiadas por el Conicet, a través de un Proyecto de
Investigación Plurianual (PIP), y por la Universidad Nacional del Litoral, mediante la
Programación CAI+D. Estos organismos apoyan las actividades científicas otorgando
subsidios a los grupos de investigación que presentan sus solicitudes debidamente
fundamentadas y con el aval de las instituciones donde realizarán las tareas.
Para concluir, ¿cree usted que la sociedad valora la actividad científica?
En términos amplios, la sociedad tiene una escasa valoración de estas
actividades, pero creo que esto es producto de cómo están presentadas las cosas a
través de los medios de comunicación, y mediante los valores que se inculcan por
distintos caminos a los propios integrantes de la sociedad. Un ejemplo es la televisión:
quizás por presión del mercado, o por el rating u otros motivos, reparte su tiempo entre
programas de chismes o seudoperiodísticos; noticieros, programas políticos, reality
shows y programas deportivos. En general, para la divulgación científica hay poco
espacio, excepto en los canales de cable que tienen esa función específica, o en algunos
canales cuyas programaciones tienen cierta orientación hacia los temas culturales y
formativos. En cuanto a la prensa escrita, la composición de diarios y revistas es
bastante similar a la televisión. Sin embargo, es muy positivo el hecho de que, en
algunos diarios de gran circulación, existan suplementos donde se divulgan los avances
científicos, con lo cual, al menos, hay una difusión masiva de estos aspectos, tan
importantes para la sociedad.
(*) Santafesino; Ingeniero Químico, graduado en la FIQ-UNL, y
Doctor en Ingeniería Química por la misma universidad. Es investigador adjunto del
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (Conicet), y docente en los
cursos de grado y posgrado de la UNL. Integra el Grupo de Reología y Fenómenos de
Transporte del Intec** (Conicet-UNL), que dirige el Dr. Julio A. Deiber.
(**) Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Güemes 3450.
Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe - Área de Comunicación Social del Centro Regional de
Investigación y Desarrollo de Santa Fe (Ceride/Conicet).
(C) INTEC - CERIDE
publicado el 20 de octubre de 2001