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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
DINÂMICA DA PERMEAÇÃO DE FLUIDOS, GRANDES DEFORMAÇÕES E TRANSPORTE DE SOLUTO EM HIDROGÉIS ESFÉRICOS
Submission Author:
Natanaele Soares Medeiros , RJ
Co-Authors:
Natanaele Soares Medeiros, Francisco S. Forte Neto, Antônio da Cruz
Presenter: Natanaele Soares Medeiros
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0016
Abstract
Géis poliméricos são materiais que consistem de uma rede polimérica e um fluido intersticial presente na rede. Esses materiais possuem a capacidade de absorver grandes quantidades de fluido e sofrer grandes deformações mecânicas em resposta a estímulos ambientais externos. Em aplicações biomédica, géis poliméricos tem potencial para uso como transportadores de soluto ou fármacos e liberação em taxas controladas. Neste trabalho, apresentamos uma análise da dinâmica da permeação de fluidos considerando grandes deformações em um gel polimérico esférico, usado como transportador de um soluto, assumindo cenários de absorção a partir de uma solução bem diluída e liberação para um ambiente fluido. Consideramos uma teoria do contínuo não linear para grandes deformações de géis poliméricos que resulta da interação entre processos mecânicos e químicos acoplados. Adotamos um modelo de gel unidimensional com simetria esférica, cuja a solução foi obtida através de uma formulação de elementos finitos misto implementado na plataforma FEniCS. Os resultados predizem grandes mudanças de volume e permeação de soluto como função do tempo para vários módulos volumétricos em razão do inchaço e desinchaço de géis esféricos. Com base nos resultados, a capacidade de permeação e liberação do fluido e transporte de soluto são fortemente afetados pela elasticidade da rede polimérica. Para valores altos da elasticidade, notamos uma pequena quantidade de soluto carregado e liberado pelo gel. Por outro lado, para valores baixos desse módulo, temos uma maior mudança de volume e, consequentemente, apresentou uma maior quantidade de soluto absorvida e liberado pelo gel esférico.
Keywords
géis poliméricos, Difusão, Grandes deformações, permeação de fluidos, transporte de soluto
