LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:

CARACTERIZACIÓN DE PROPIEDADES TÉRMICAS EN MATERIALES

ESTUDIO DE PROCESOS DE TRANSMISIÓN DE ONDAS TÉRMICAS EN MATERIALES

TRANSMISIÓN DE ONDAS TÉRMICAS EN MULTICAPAS

ESTUDIO DEL PROCESO SE BIOMINERALIZACIÓN

EVOLUCIÓN DE OXÍGENO EN PLANTAS VERDES

ESTUDIO DE MOVIMIENTO CARDIACO EN INVERTEBRADOS

ESTUDIO DE DINÁMICA DEL MOVIMIENTO EN ORGANÍSMOS MESOSCÓPICOS.

SEDIMENTACIÓN EN SANGRE

DESARROLLO DE SENSORES Y METODOLOGÍAS PARA EL MONITOREO DE TEMPERATURA, EVAPORACIÓN Y MOVIMIENTO POR MEDIO DE TÉCNICAS LÁSER

FÍSICA MÉDICA

PROYECTOS ACTUALES

TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN:

ESPECTROSCOPÍA FOTOACÚSTICA DE CELDA CERRADA

ESPECTROSCOPÍA FOTOACUSTICA DE CELDA ABIERTA

CELDA SIN SOPORTE

RADIOMETRÍA FOTOTÉRMICA  INFRAROJA

ESPECTROSCOPÍA ÓPTICA CONVENCIONAL

MICROSCOPÍA ÓPTICA

TÉCNICAS DE DEFLEXIÓN LÁSER

ESPECTROSCOPIA FOTOPIROELÉCTRICA

MEDIDAS ELÉCTRICAS

 BIBLIOGRAFÍA

 

TRANSMISIÓN DE ONDAS TÉRMICAS EN MULTICAPAS

 

Alguna de las primeras preguntas que se vienen a nuestra mente al hablar de la transferencia de calor, deben ser por ejemplo ¿Qué es la transferencia de calor?, ¿Cómo se transporta el calor en cualquier cuerpo homogéneo?, ¿Porqué es importante su estudio?. Una respuesta a la primera pregunta, es considerar al calor como una energía en transito, energía que se establece como consecuencia de la diferencia de temperaturas (gradiente térmico), esto puede fácilmente ser apreciado en la siguiente forma: si colocamos una placa metálica y encendemos un fósforo por debajo de esta, en algunos segundos podremos sentir como la temperatura se incrementa notablemente, si tenemos un aparato capaz de medir la temperatura se podrá observar que las temperaturas entre la cara, superior e inferior son diferentes, motivo por el cual surge la transferencia de calor. ¿Qué sucede en caso de que la temperatura entre ambas caras lleguen a ser iguales?. En este caso se dice que el sistema se encuentra en equilibrio térmico, es decir que la energía suministrada es igual a la que el sistema pierde y por lo tanto el flujo de calor es cero.

La respuesta a la segunda pregunta es que hay tres formas de transferencia de calor; conducción, convección y radiación. La conducción térmica se establece cuando se crea un gradiente térmico en un medio estacionario que puede ser un sólido o un fluido, en este caso se entiende que la transferencia de energía ocurre en el mismo medio o diferentes medios. En el caso de la convección, la transferencia de energía se establece en diferentes medios, donde uno de estos esta en movimiento, generalmente un sólido y un fluido, o dos fluidos con diferentes propiedades térmicas, cuyas temperaturas en la superficie de contacto son diferentes.

El ultimo proceso de transporte de calor mencionado, la radiación, es decir ondas electromagnéticas emitidas por el cuerpo, que a temperatura ambiente se encuentran en la región infrarroja. Esto es debido a que todo cuerpo con temperatura diferente del cero absoluto emite energía en forma de ondas electromagnéticas.

Considerando únicamente el transporte de calor por conducción térmica, a manera de ejemplo, se presenta el bosquejo del análisis de transmisión de calor modulado en sistemas de multicapas de manera sencilla, es decir se supone que las capas, de las que se compone el sistema son homogéneas y que el flujo del calor es unidimensional, con lo que despreciamos el flujo lateral del calor, siempre que el radio del área de iluminación de la fuente de luz sea mayor que la longitud de onda térmica. Además se considera que los efectos que más contribuyen al efecto fotoacústico, son la difusión térmica y el efecto termoelástico.

El principal objetivo es obtener la información de las propiedades térmicas del sistema efectivo como de las propiedades térmicas de la capa, así como también las propiedades térmicas de la interfase, lo que permitirá una mejor compresión de los efectos ondulatorios, procesos responsables del transporte del calor y por tanto también de las propiedades térmicas efectivas.

 

Para el análisis del transporte de ondas térmicas en un sistema de dos capas, utilizaremos un sistema como se muestra en la figura: dos capas homogéneas finitas, de propiedades térmicas diferentes, con una interfase perfecta. Es decir, despreciamos la resistencia térmica de la interfase, además ambas capas se encuentra en contacto con el aire. De acuerdo con la teoría fototérmica, una onda de luz modulada es convertida en calor mediante procesos no radiactivos dentro del sólido, esto hace que generen ondas térmicas apenas por debajo de la interfase de la muestra, una viaja en la dirección positiva del eje coordenado, Ae1x    la otra viaja en la dirección negativa del eje coordenado, Aeσ1x.

Como los medios son finitos, las ondas térmicas sufrirán reflexiones múltiples debido a la presencia de las interfases. La referencia para el análisis detallado lo puede ver [3C] en la bibliografía.

 

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