Deposición (física de aerosoles)


En física de aerosoles, la deposición es el proceso mediante el cual las partículas de aerosol se acumulan o se depositan en superficies sólidas, lo que reduce la concentración de partículas en el aire. Se puede dividir en dos subprocesos: deposición seca y húmeda . La tasa de deposición, o la velocidad de deposición , es más lenta para partículas de un tamaño intermedio. Los mecanismos de deposición son más efectivos para partículas muy pequeñas o muy grandes. Las partículas muy grandes se asentarán rápidamente a través de procesos de sedimentación (asentamiento) o impactación, mientras que la difusión browniana tiene la mayor influencia en las partículas pequeñas. [1] Esto se debe a que partículas muy pequeñas se coagulan en pocas horas hasta alcanzar un diámetro de 0,5 micrómetros . A este tamaño ya no coagulan. [2] Esto tiene una gran influencia en la cantidad de PM-2.5 presente en el aire.

La velocidad de depósito se define a partir de F = v c , donde F es la densidad de flujo , v es la velocidad de depósito y c es la concentración . En la deposición gravitacional, esta velocidad es la velocidad de asentamiento debido al arrastre inducido por la gravedad .

A menudo se estudia si una determinada partícula impactará o no con un determinado obstáculo. Esto se puede predecir con el número de Stokes Stk = S  /  d , donde S es la distancia de frenado (que depende del tamaño de las partículas, la velocidad y las fuerzas de arrastre) y d es el tamaño característico (a menudo el diámetro del obstáculo). Si el valor de Stk es inferior a 1, la partícula no chocará con ese obstáculo. Sin embargo, si el valor de Stk es mayor que 1, lo hará.

La deposición debida al movimiento browniano obedece tanto a la primera como a la segunda ley de Fick . El flujo de deposición resultante se define como , donde J es el flujo de deposición, n es la densidad numérica inicial , D es la constante de difusión y t es el tiempo. Esto se puede integrar para determinar la concentración en cada momento del tiempo.

En la deposición húmeda , los hidrometeoros atmosféricos (gotas de lluvia, nieve, etc.) eliminan partículas de aerosol. Esto significa que la deposición húmeda es una coagulación gravitacional, browniana y/o turbulenta con gotas de agua . Los diferentes tipos de deposición húmeda incluyen:


Figura 1 – Impactación
Figura 2 – Difusión