ULTRASONIDOS

Autor: RESA LOPEZ PABLO.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE MADRID [www.upm.es].
Centro de lectura: E.T.S. INGENIEROS INDUSTRIALES.
Centro de realización: E.T.S. ING. INDUSTRIALES.

Resumen: Los métodos de medida por ultrasonidos presentan características ventajosas para el control de procesos biológicos (no son destructivos, no son invasivos, pueden ser implementados en tiempo real, son precisos, etc.). En este trabajo, se aplica una técnica por transmisión para la monitorización en línea de sistemas fermentativos (fermentaciones láctica y alcohólica) discontinuos. Se han llevado a cabo medidas en líquidos de composición simple, en caldos sintéticos y en medios naturales (leche y mostos). Los cambios obtenidos en los parámetros de propagación se interpretan en términos del catabolismo de los monosacáridos, la hidrólisis de los disacáridos, la coagulación de las proteínas, la producción de gas y el crecimiento de los microorganismos. Para ello, se estudia separadamente la influencia de cada uno de estos efectos en la velocidad. Se comprueba que, en lo concerniente a la propagación de los ultrasonidos, los medios más simples pueden ser convenientemente tratados como disoluciones ternarias de agua, azúcar (glucosa/galactosa/lactosa o glucosa/fructosa/sacarosa) y producto (ácido láctico o etanol) donde, con el transcurso del proceso, los sustratos se transforman en metabolitos de acuerdo a la reacción de la fermentación. Tras acreditar la falta de un modelo teórico para determinar con exactitud la velocidad del sonido en disoluciones líquidas a partir de las propiedades termodinámicas de los componentes puros (especialmente cuando concurren líquidos fuertemente polares), se propone una aproximación teórica, basada en el concepto de volumen en exceso y en la medida de la densidad y velocidad de las mezclas binarias, para obtener estas variables en las mezclas ternarias. Este modelo se emplea para calcular las concentraciones de los solutos mayoritarios a lo largo de las fermentaciones, obteniéndose una buena correlación, especialmente en los líquidos de composición más simple. En todos los sistemas estudiados, la medida por ultrasonidos permite el seguimiento de los cambios derivados del metabolismo de los microorganismos, demostrando su viabilidad para la monitorización de fermentaciones y de procesos biológicos en general.

Autor: MATEO DOMINGO CARLOS.
Año: 2006.
Universidad: PONTIFICIA COMILLAS [www.upcomillas.es].
Centro de lectura: Alberto Aguilera 25.
Centro de realización: ESCUELA TECNICA SUPERIOR DE INGENIERIA.

Resumen: En esta tesis se analizan los modos de propagación de las ondas elásticas en los cables eléctricos, para su uso en telecomunicaciones. Se propone un modelo teórico para los mismos y se llevan a cabo simulaciones con el modelo. Los cables eléctricos se modelan como estructuras viscoelásticas cilíndricas, con núcleo de cobre y cubierta de plástico. Para resolver numéricamente el modelo teórico se propone un algoritmo híbrido, con el objetivo de incrementar la robustez. Tanto el modelo teórico como los algoritmos numéricos se validan en la tesis, en dos grandes bloques: validación de las herramientas de simulación y validación experimental. Experimentalmente se ha validado con dos técnicas complementarias, con medidas electromagnéticas procedentes de los piezoeléctricos, y con ensayos de interferometría. Se observa gran similitud entre los resultados de las simulaciones y los ensayos experimentales. Además, se ha encontrado un hecho curioso. En los cables eléctricos sin plástico aislante la atenuación aumenta como es habitual con la frecuencia. Sin embargo, en los cables eléctricos con plástico aislante se observa que los modos de propagación superiores son los que tienen menor atenuación. Para intentar explicar este fenómeno se ha planteado una hipótesis: los modos de propagación de mayor frecuencia tienden a propagarse principalmente por el cobre, por lo que su atenuación disminuye. Dicha hipótesis parece confirmarse a la vista del perfil de los modos de propagación.