Estudio experimental de la estática de gotas y puentes líquidos. Medición de la tensión superficial

• Autores: María Guadalupe Cabezas Martín
• Directores de la Tesis: José María Montanero Fernández (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2005
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Meseguer Ruiz (presid.), José Manuel Perales Perales (secret.), A.wilhelm Neumann (voc.), María Luisa González Martín (voc.), Miguel Ángel Cabrerizo Vílchez (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física de fluidos
      • Mecánica de fluidos
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• Resumen

  • Los métodos de medición de la tensión superficial más utilizados actualmente obtienen el valor de esta magnitud analizando imágenes digitales de gotas y burbujas axisimétricas. El valor de la tensión superficial se calcula ajustando las predicciones teóricas de la forma de la gota al contorno experimental que se observa en la imagen. El contorno experimental se extrae de la imagen utilizando técnicas de detección de contornos estándares.

    Estos métodos de medición presentan ciertas limitaciones que, en ocasiones, conducen a resultados erróneos. Por un lado, cuando las imágenes son de baja calidad o tienen un contraste pobre, el contorno extraído por las técnicas de detección es erróneo. Por otro lado, aun cuando las imágenes tengan una buena calidad, la forma de la gota puede no ser suficientemente sensible a variaciones de la magnitud que se quiere medir.

    El objeto de esta tesis es desarrollar un método de medición de la tensión superficial que no presente esas limitaciones. En primer lugar, se desarrolla una técnica de detección de contorno guiada para reemplazar las utilizadas actualmente. Esta técnica utiliza la predicción teórica del contorno en la búsqueda del contorno experimental dentro de la imagen. En la tesis la validez de esta técnica se comprueba sobre imágenes experimentales de diferentes calidades, comparando los resultados con los que proporcionan las técnicas actuales.

    Por otro lado, en la tesis se analiza el uso de una configuración fluida, denominada puente líquido, como alterantiva a la gota axisimétrica. Se estudia la sensibilidad de esta configuración fluida frente a variaciones del valor de la tensión superficial, comparando los resultados con los obtenidos para una gota axisimétrica. Por último, se realizan series de experimentos con puentes líquidos, y se comparan los valores de la tensión superficial medidos mediante las técnicas actuales y la desarrollada en esta tes