FORMACIÓN DE POSGRADO | INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
Joselynne C. Salazar Bove obtuvo el título de Doctora en Ingeniería con una investigación sobre modelado multiescala en microfluídica
La investigadora defendió su tesis doctoral en el ámbito de la mecánica computacional y la microfluídica, desarrollando herramientas multiescala para modelar fenómenos de flujo y transporte en dispositivos microfluídicos basados en papel. El trabajo fue realizado en el CIMEC bajo la dirección de los Dres. Pablo Kler y Sebastian Toro.
El martes 18 de agosto de 2026, la Ing. Joselynne C. Salazar Bove defendió su tesis doctoral titulada “Modelado numérico de flujo y transporte en dispositivos microfluídicos micro y nanoestructurados utilizando técnicas multiescalas”, obteniendo el título de Doctora en Ingeniería.
La tesis fue dirigida por el Dr. Pablo A. Kler, investigador del Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC), y codirigida por el Dr. Sebastian Toro, también integrante del Centro.
La investigación se desarrolló en el campo de la microfluídica aplicada y la mecánica computacional, con especial atención al modelado de dispositivos analíticos microfluídicos basados en papel, conocidos como μPADs (microfluidic paper-based analytical devices). Estos dispositivos presentan un importante potencial para el desarrollo de sistemas de diagnóstico portátiles, accesibles y de bajo costo. Sin embargo, su modelado plantea desafíos debido a la naturaleza compleja y heterogénea de la microestructura porosa del papel.
Un enfoque multiescala para comprender el comportamiento de los dispositivos
Para abordar este desafío, la tesis propone una metodología computacional multiescala basada en el concepto de Elemento de Volumen Representativo (RVE) y en técnicas de homogeneización computacional.
Este enfoque permite analizar los fenómenos físicos a escala microscópica y, a partir de esa información, obtener propiedades efectivas que permiten describir el comportamiento del material a una escala macroscópica. De esta manera, es posible evitar la representación explícita de toda la compleja estructura porosa del papel en los modelos del dispositivo.
Uno de los principales aportes del trabajo consiste en el desarrollo de un marco computacional para el estudio integrado de diferentes fenómenos físicos relevantes en dispositivos microfluídicos basados en papel. Entre ellos se encuentran el flujo impulsado por gradientes de presión, la conducción eléctrica, el flujo electroosmótico y el transporte advectivo-difusivo de solutos.
Mediante procedimientos de homogeneización, la metodología permite vincular los mecanismos físicos que tienen lugar a escala de poro con la respuesta observable a escala del dispositivo. Esto posibilita determinar computacionalmente propiedades efectivas como la permeabilidad de Darcy, la conductividad eléctrica, la permeabilidad electroosmótica y el tensor de difusividad efectiva.
Para el desarrollo y validación de la metodología se construyeron, además, microestructuras idealizadas representativas de los papeles Munktell 00A y Whatman #1, caracterizadas a partir de parámetros como la porosidad, la permeabilidad y el factor de constricción.
Herramientas computacionales para el análisis de microfluídica
En conjunto, los resultados obtenidos permiten establecer un vínculo entre la microestructura del medio poroso, los fenómenos físicos que ocurren a escala local y las propiedades efectivas empleadas en los modelos macroscópicos.
Este marco computacional constituye una herramienta para el análisis de fenómenos multifísicos en medios porosos de papel y puede complementar la caracterización experimental, aportando información para el estudio y el futuro diseño de dispositivos microfluídicos.
El trabajo representa, asimismo, un aporte al desarrollo de herramientas de mecánica computacional y modelado predictivo, áreas de investigación que forman parte de las capacidades científicas y tecnológicas desarrolladas en el CIMEC.
Un jurado con especialistas en transporte, fluidos y microfluídica
El jurado evaluador estuvo integrado por especialistas de distintas instituciones y áreas vinculadas con el transporte en medios porosos, la mecánica de fluidos, la microfluídica y los biosensores:
- Dr. Martín A. Zalazar – Investigador Adjunto CONICET (IBB) y Profesor Adjunto Exclusivo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Entre Ríos (FI-UNER).
- Dr. Pablo Gamazo – Profesor Agregado del Departamento del Agua, Centro Universitario Regional Litoral Norte, Universidad de la República, Uruguay.
- Dr. Pablo Alfredo Caron – Director del grupo de investigación de Mecánica de Fluidos de la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Haedo.
Publicación científica derivada de la investigación
Los resultados desarrollados durante el doctorado dieron lugar a una publicación en una revista científica internacional especializada:
J. C. Salazar Bove, S. Toro y P. Kler. Multiscale Formulation for Assessment of Electroosmotic Flow in Paper-Based Microfluidics. Electrophoresis, 2025. DOI: 10.1002/elps.202400228.
Desde el Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC) felicitamos a la Dra. Joselynne C. Salazar Bove por este importante logro académico y destacamos el aporte de su investigación al desarrollo de herramientas computacionales para el estudio de fenómenos multifísicos en medios porosos y dispositivos microfluídicos.
Asimismo, expresamos nuestro reconocimiento a sus directores de tesis, Dres. Pablo Kler y Sebastian Toro, y a los integrantes del jurado por su participación en esta instancia de formación doctoral.