摘要：Se presenta un estudio numérico del efecto de la variación de la viscosidad en
el transporte iónico en electrodeposición en celdas electroquímicas delgadas
(ECD) bajo un regimen galvanostático. El estudio se basa en un modelo
matem´atico que describe el movimiento difusivo, migratorio y convectivo de
dos especies iónicas bajo un campo eléctrico. El mismo consiste en las
ecuaciones de Nernst-Planck para el transporte iónico, la ecuación de Poisson
para el campo eléctrico y las ecuaciones de Navier-Stokes para el fluido. El
modelo computacional 3D se aproxima por dos modelos
bidimensionales denominados modelo horizontal para el estudio de la
electroconvección, y modelo lateral para el estudio de la gravitoconvección,
que básicamente recrean condiciones de mediciones experimentales. El modelo
computacional utiliza diferencias finitas y métodos de relajación standard. La
simulación del transporte iónico en ECD bajo un régimen galvanostático
introduce severas restricciones numéricas debido al carácter altamente no
lineal del problema y de las condiciones de borde impuestas. No
obstante ello, los resultados numéricos predicen concentraciones, potencial
electrostático y patrones de velocidades para un amplio rango de viscosidades
y corriente eléctrica en acuerdo cualitativo con resultados experimentales.
En particular, para el rango de viscosidades analizado, el modelo lateral
predice que el frente anódico escala como t0,8 y luego disminuye a t0,5
evidencia de una transición convectiva-difusiva. El modelo horizontal predice
para aumentos de la viscosidad, un aumento de la resistividad y por ende un
aumento del potencial electrostático y una reducción del vórtice
electroconvectivo. Estas predicciones se convalidan con mediciones
experimentales.
