El destí dels microplàstics en mars i oceans: un estudi de mecànica de fluids sobre l'agregació de partícules

Abstract

La presència de microplàstics en mars i oceans suposa una problemàtica pels ecosistemes marins afectant directament la salut dels éssers vius que s’hi troben. Els microplàstics col·lisionen amb biopartícules, per efecte de mecanismes de turbulència i càustiques, formant agregats que provoquen la dispersió vertical d’aquests microplàstics fet que suposa una dificultat afegida per la seva possible extracció de les aigües marines. Aquest treball té com a objectiu estudiar la dinàmica de la ràtio de col·lisions i la formació d’agregats entre microplàstics i biopartícules al mar, així com determinar la importància dels grups adimensionals que regeixen les interaccions entre elles. Els resultats que es presenten s’han obtingut a través de simulacions computacionals que han permès obtenir la ratió de col·lisió i les característiques constitutives dels agregats formats. S’ha utilitzat un model teòric per determinar en quines configuracions inicials predomina l’efecte de la turbulència o l’efecte de la càustica en la mecànica de producció de col·lisions.

La presencia de microplásticos en mares y océanos supone una problemática para los ecosistemas marinos afectando directamente la salud de los seres vivos que ahí se encuentran. Los microplásticos colisionan con biopartículas, por efecto de mecanismos de turbulencia y causticas, formando agregados que provocan la dispersión vertical de estos microplásticos, hecho que supone una dificultad añadida para su posible extracción de aguas marinas. Este trabajo tiene como objetivo estudiar la dinámica de la ratio de colisión i la formación de agregados entre microplásticos y biopartículas en el mar, así como determinar la importancia de los grupos adimensionales que rigen las interacciones entre ellas. Los resultados que se presentan se han obtenido a través de simulaciones computacionales que han permitido obtener la ratio de colisiones y las características constitutivas de los agregados formados. Se ha usado un modelo teórico para determinar en cuáles configuraciones iniciales prima el efecto de la turbulencia o el de la cáustica en el mecanismo de producción de colisiones.

The presence of microplastics in seas and oceans is a problem for marine ecosystems, directly affecting the health of living organisms being there. Microplastic collide with bioparticles due to the effect of turbulence and caustic mechanisms, creating aggregates that cause the vertical dispersion of these microplastics, which is an added difficulty to their possible extraction from sea. This work aims to study the dynamics of the collision rate and the formation of aggregates between microplastic and bioparticles in the sea, as well as to determine the importance of the dimensionless groups that govern the interactions between them. The results presented have been obtained through computational simulations that have made possible to obtain the collision rate and the constitutive characteristics of formed aggregates. A theoretical model has been used to determine in which initial configurations the effect of turbulence or the effect of caustics predominates on collision production mechanisms.