Modelado por elementos finitos de un dispositivo microfluídico para aplicaciones en Ciencias Básicas en la Universidad Tecnológica Indoamérica

Abstract

En la actualidad existe una gama de dispositivos de microfluídica (micro reactores, generadores de gradiente, generadores de gotas, entre otros) orientado a aplicaciones en diferentes áreas como la farmacéutica, biotecnología, diagnóstico clínico entre otras. La mayoría de esta gama de dispositivos han sido fabricados usando procesos de microfabricación en sala blanca, pudiéndose fabricar dispositivos para funcionalidades específicas. A nivel local resulta complicado poder desarrollar este tipo de dispositivos puesto que no se dispone de una sala blanca y existen muy pocos lugares donde se pueda usar métodos de microfabricación como fotolitografía estándar; sumado a esto la poca disponibilidad de materiales como termoplásticos, elastómeros o micro adhesivos. Para poder solventar esta limitación en este Trabajo de Titulación se plantea desarrollar un modelo de sistema microfluídica orientado a la filtración de líquidos. Para llevar a cabo este desarrollo se plantearon las siguientes actividades, 1) Revisar el estado del arte de los sistemas microfluídicos y los procesos de análisis de aceites, 2) Diseñar un dispositivo de microfluídica utilizando programas CAD, 3) Simular el comportamiento multifísico del sistema microfluídico, 4) Plantear un modelo de dispositivo microfluídico que sea reproducible usando técnicas de fabricación por CNC. Como resultado de este trabajo se ha conseguido modelar dos dispositivos diseñados con una resolución de 300 micras, se ha conseguido mediante simulación mostrar el comportamiento de los fluidos en el dispositivo, además del análisis de la geometría según distribución de líquidos. También se ha realizado una prueba rápida de fabricar el dispositivo y caracterizarlo usando aceites industriales. En conclusión, se ha conseguido poder diseñar y simular un dispositivo compatible con las resoluciones que manejan las herramientas CNC que se dispone a nivel local, y se xvha probado el modelo de dispositivo con una fabricación y una prueba de funcionamiento del dispositivo consiguiendo resultados aceptables.