“Modelamiento de la liberación controlada de nutrientes encapsulados por nanopartículas en Hidrogeles de uso agrícola”

Abstract

Esta investigación desarrolló el modelado matemático de la liberación controlada de nutrientes encapsulados en el sistema nanopartícula/hidrogel de uso agrícola, mediante el cual se obtuvieron perfiles de concentración y liberación de nutrientes en función del tiempo. El modelado se basó en la ecuación de conservación de materia para una geometría esférica con dispersión radial, considerando que la partícula en su interior contiene a los nutrientes de tamaños nanométricos, la liberación de nutrientes inicia desde el seno de la partícula hacia la interfase del hidrogel. Los efectos de los factores que influyen en la liberación tales como pH, conductividad iónica, entre otros, fueron englobados en un único coeficiente de difusión efectiva 𝐷𝑒𝑓𝑓, el cual fue calculado mediante ensayo y error aplicando el método de diferencias finitas haciendo uso de la programación en Matlab. Los resultados obtenidos permitieron contrastar el modelo matemático con datos experimentales de liberación controlada de autores referentes, encontrando una adecuada correlación con un error cuadrado medio MSE = 0.0125 – 0.3383, que permite estimar el coeficiente de difusión efectiva en el rango 𝐷𝑒𝑓𝑓 = [5.9 x 10-12 – 1.4 x 10-9 ] m2 /s.