[en] The massive use of plastic today is a major responsibility in waste management. Pollution of the sea by microplastic particles is one of the most important environmental challenges today, as they are present in all waters, from the most superficial to the deepest, entering the food chain and causing an impact on the marine flora and fauna. It is believed that one of the possible mechanisms of distribution of these particles throughout the ocean is the formation and fragmentation of aggregates of these particles with biogenic particles (dead plankton and their residues) that are created by collisions between these caused by marine turbulence. This work has been focused on the study of the fragmentation of aggregates in the surface layer of the ocean, caused by the shear stress applied by the fluid on them and assuming a homogeneous isotropic turbulence (HIT). First, a model has been defined and studied to characterize the main properties of aggregates, such as diameter according to the number of particles, density and critical stress to breakup. This study has been carried out for various diameters of primary particles, and has determined the maximum size they can achieve and conclude that their relative density to water tends to 1. Next having defined the equations that describe the motion of the turbulent fluid and of the particles moving with it, 3 numerical simulations have been carried out in a volume of a cube with side L = 0.5 m, formed by a three-dimensional mesh grid of 196 x 196 x 196 control volumes. In these, the motion of the particles and the interactions between them have been studied. The experiment was done for 3 pairs of different diameters, between 5 · 10−5 − 1 · 10−3 𝑚�� and a fixed particle density 𝑛��𝑝�� = 5 · 106 𝑝��𝑟��𝑡��/𝑚��3 . Aggregates formed after some time have been studied. It has been observed that about 10,000 aggregates are formed, most of them being pairs of two particles, the smallest, and 6 particles the largest. It has also been determined that the composition tends to be higher in larger diameter particles. Finally, it has been observed that the diameters of the aggregates exceed the critical value predicted by the model, confirming that the rupture conditions are met in the experimental conditions.

[es] El uso masivo de plástico en los tiempos actuales conlleva una gran responsabilidad en la gestión de sus residuos. La contaminación del mar por partículas de microplástico es uno de los retos medioambientales más importantes actualmente, ya que se encuentran presentes en todas las aguas, desde las más superficiales hasta las más profundas, entrando en la cadena alimentaria y provocando un importante impacto en la flora y la fauna marina. Se cree que uno de los posibles mecanismos de distribución de estas partículas por todo el océano es la formación y fragmentación de agregados de estas partículas con partículas biogénicas (plancton muerto y sus residuos) que se crean a partir de las colisiones entre ellas, causadas por la turbulencia marina. Este trabajo se ha centrado en el estudio de la fragmentación de los agregados en la capa superficial del océano, causada por el esfuerzo cortante aplicado por el fluido sobre ellos y, asumiendo una turbulencia isotrópica homogénea (HIT). En primer lugar se ha definido y estudiado un modelo para caracterizar las principales propiedades de los agregados, como el diámetro según el número de partículas, la densidad, y el esfuerzo crítico para romperse. Este estudio se ha realizado para varios diámetros de partículas primarias, y ha permitido determinar el tamaño máximo que pueden adquirir, y concluir que su densidad relativa al agua tiende a 1. Seguidamente habiendo definido las ecuaciones que describen el movimiento del flujo turbulento y el de las partículas que se mueven con él, se han llevado han cabo 3 simulaciones numéricas en un volumen de un cubo de lado L = 0.5 m, formado por una malla tridimensional de 196 x 196 x 196 volúmenes de control. En estas se ha estudiado el movimiento de las partículas y las interacciones entre ellas. El experimento se ha hecho para 3 parejas de diámetros distintas, entre 5 · 10−5 − 1 · 10−3 𝑚��� y una densidad de partículas fija 𝑛���𝑝��� = 5 · 106 𝑝���𝑟���𝑡���/𝑚���3 . Se han estudiado los agregados formados tras un cierto tiempo. Se ha observado que se forman cerca de 10.000 agregados, siendo la mayoría binomios de dos partículas, los más pequeños, y de 6 partículas los más grandes. También se ha determinado que la composición de los agregados tiende a ser superior en las partículas de diámetro mayor. Finalmente se ha observado que los diámetros de los agregados superan el valor crítico pronosticado por el modelo, confirmando que las condiciones de ruptura se cumplen en las condiciones experimentales.