Modelagem Computacional Multiescala do Transporte de Solutos Iônicos Bivalentes em Meios Porosos Carregados Eletricamente.
Modelagem Multiescala; Solutos Bivalentes; Teoria da Camada Dupla; Técnica de Homogeneização, Método dos Elementos Finitos; Parâmetros Efetivos.
Neste trabalho apresentamos uma modelagem computacional multiescala do acoplamento eletroquímico em meios porosos carregados eletricamente. Para tanto, considerando a matriz sólida rígida e incompressível foi modelado a hidrodinâmica e o transporte de quatro solutos iônicos monovalentes e um soluto iônico bivalente. Na escala nanoscópica, a modelagem matemática foi obtida considerando teoria da camada dupla possibilitando obter a equação de Poisson-Boltzmann para quantificar o potencial elétrico, densidade de carga elétrica e adsorção eletroquímica. A modelagem na microescala se deu considerando a equação de Stokes para hidrodinâmica e equações de Nernst-Planck para o transporte dos solutos iônicos. As equações nano/micro são deduzidas na escala macroscópica fazendo uso da teoria de homogeneização. De posse do modelo macroscópico com as respectivas equações microscópicas, simulações numéricas são obtidas com o uso do método de elementos finitos multiescala possibilitando quantificar os parâmetros efetivos do modelo dados pelo tensor permeabilidade e campo vetorial para tortuosidade. Por fim, com os parâmetros efetivos obtidos, simulamos computacionalmente o modelo macroscópico para quatro microgeometrias bidimensionais em diferentes regimes de salinidade, pH e concentração do íon bivalente.