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Diseño y Simulación de un Sistema de Extrusión por Chorro de Aire para la Fabricación de Micropartículas de Alginato de Calcio

Resumen

Las microesferas de alginato de calcio monodispersas tienen múltiples aplicaciones en áreas como la medicina, la farmacología y el tratamiento de aguas, gracias a su capacidad para encapsular y/o liberar compuestos de forma controlada. En este contexto, la microfluídica se ha consolidado como una técnica eficiente para su fabricación. Sin embargo, los dispositivos comerciales suelen ser costosos y difíciles de adaptar. Por ello, este proyecto plantea el diseño y simulación de un sistema microfluídico de extrusión por chorro de aire en configuración coaxial, con el fin de obtener micropartículas monodispersas de alginato de calcio. Se inició con una revisión bibliográfica para identificar los parámetros principales y replicar cuatro modelos para determinar la viabilidad del uso del software de simulación ANSYS y se propuso un nuevo diseño (modelo A+) pensando en la facilidad de fabricación. Mediante simulaciones en ANSYS Fluent se analizaron los efectos de la viscosidad y las velocidades de las fases continua y dispersa sobre el tamaño de las gotas. Los resultados mostraron que el modelo propuesto permite generar partículas <500 μm con coeficiente de variación menor al 5 %.