El proyecto de investigación básica propone la modelación física y matemática para analizar la cinética de fusión/disolución de partículas metálicas, incorporando variables poco investigadas, lo cual permitirá estudiar a mayor profundidad los mecanismos de transferencia de masa y calor que controlan el proceso._x000D_ La composición química de las partículas metálicas a estudiar experimentalmente corresponde a aluminio puro y aleaciones Al-Si. El modelo de fusión deberá incluir la cinética de formación y fusión de la costra de líquido sub-enfriado que se forma alrededor de las partículas metálicas al penetrar el metal líquido. La influencia de la agitación del metal líquido en la cinética de fusión será evaluada acoplando un modelo de flujo de fluidos._x000D_ Se construirá un modelo de transferencia de calor para explicar la fusión de aluminio puro y para describir la fusión de aleaciones Al-Si se incluirán adicionalmente fenómenos de transferencia de masa, para explicar la difusión del soluto a la interfase sólido-líquido responsable de la disminución del punto de fusión de aleaciones con un punto de fusión superior al del líquido. Inicialmente se proponen geometrías esféricas de las partículas._x000D_ Se empleará un código comercial CFD (Computational Fluid Dynamics) para resolver el sistema de ecuaciones que gobiernan la fusión/disolución de estas partículas y se emplearán datos experimentales obtenidos a nivel laboratorio para validar el modelo matemático. El trabajo experimental comprende mediciones de la capa de metal sub-enfriado y tiempo total de fusión en función del tamaño inicial de la partícula, grado de agitación, propiedades térmicas de las partículas metálicas, su porosidad y temperatura del metal líquido. _x000D_ Se espera que la validez del modelo matemático y su metodología se extiendan a cualquier tipo de partícula metálica.

Consideraciones sobre la originalidad de la propuesta_x000D_ _x000D_ El conocimiento científico existente sobre la fusión/disolución de partículas metálicas es aún muy pobre. El proceso de fusión/disolución de este tipo de partículas es complejo ya que involucra una gran variedad de fenómenos térmicos y químicos que no han sido investigados en detalle. El trabajo de modelación matemática permitirá adquirir nuevos conocimientos sobre la cinética de fusión y disolución de partículas metálicas en función del tamaño de la partícula, la agitación del líquido, propiedades físicas, químicas y térmicas tanto de la partícula como del medio que la rodea, así como de la potencia de calentamiento. Algunas de estas variables, en particular la porosidad y potencia de calentamiento no han sido reportadas en la literatura.