Estudio y análisis de sensores y actuadores piezoeléctricos para aplicaciones reométricas

Resumen

Los reómetros son instrumentos de caracterización macroscópica de las propiedades reológicas de los materiales. Su principio de funcionamiento se basa en la medida de la reacción del material a una deformación mecánica. Entre las propiedades reológicas que pueden medirse con un reómetro destaca la viscosidad, que describe la resistencia que un material presenta a fluir. Esta propiedad resulta de gran utilidad, tanto para fabricantes como para procesadores de materiales, porque proporciona una primera idea cuantitativa sobre si el procesado del material es viable o no. El hecho de conseguir construir un reómetro fiable de reducidas dimensiones supondría un importante avance debido a que los equipos disponibles hoy en día son de un tamaño considerable (aparatos de sobremesa) y, sobre todo, requieren disponer de muestras en una cantidad mínima que frecuentemente excede la capacidad de síntesis de un laboratorio industrial. El desarrollo de un reómetro de tales características tiene un gran interés industrial, en primer lugar para las empresas productoras de polímeros, pero también el campo de la bioquímica y biomedicina, donde es frecuente tratar con fluidos biológicos complejos desde el punto de vista reológico. La miniaturización de los reómetros, tanto del propio instrumento como de la muestra a analizar, es un campo de gran actualidad, que no tiene el grado de madurez de los reómetros tradicionales. Este es el campo en el que se centra el presente trabajo de tesis, con la particularidad de que la reducción de tamaño se pretende conseguir mediante al aplicación de la piezoelectricidad en la medida de las propiedades reológicas de los materiales. En la actualidad, hay varios estudios que también plantean el uso de materiales piezoeléctricos en aplicaciones reométricas, aunque el enfoque y modo de trabajo sugeridos son distintos al propuesto en esta tesis. El objetivo fundamental de la presente trabajo de tesis doctoral es el estu