Modelagem matemática e simulação numérica do transporte de oxigênio em filme multicamadas para uso em alimentos: uma abordagem semi-analítica - Batista, Rubia Viana (2020)
O objetivo do presente estudo foi desenvolver uma metodologia de simulação numérica capaz de prever o comportamento do oxigênio frente a sistemas poliméricos multicamadas, a fim de otimizar configurações de embalagem com maior barreira a esse gás. Foi utilizado o método da Transformada de Laplace para resolução das equações diferenciais parciais, com inversão numérica pelo algoritmo de Stehfest com o método de Gauss-Sidel, utilizando linguagem Fortran 77 e um compilador livre. Com essa metodologia foi possível simular o perfil de concentração de oxigênio frente a sistemas de embalagem contendo dois ou três materiais na configuração (ABA ou ABC). Para alguns sistemas, aumentando o tempo de simulação, a função concentração apresentava flutuação numérica na interface dos materiais, principalmente se o oxigênio difundia de um material com difusividade maior para um com difusividade menor. Quanto maior a diferença entre a ordem de grandeza dos coeficientes de difusão, maior é a flutuação numérica encontrada. O perfil de concentração de oxigênio simulado numericamente pode ser associado a resultados da literatura, validados experimentalmente. Os resultados mostraram-se promissores para aplicação em problemas de difusão em sistemas multicamadas e a metodologia pode ser utilizada para descrever sistemas com maior número de camadas.