FUENTE DE NIEBLA.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL GENERADOR DE NIEBLA

El funcionamiento se basa en la aplicación de las propiedades piezoeléctricas de un cristal cerámico para generar un fenómeno de cavitación en el seno del líquido contenido en el receptáculo del equipo.

Este fenómeno produce el estallido de pequeñas partículas de líquido en finas gotas.
El circuito eléctrico consta de un transformador conectado a la red eléctrica que suministra de corriente alterna a la placa osciladora. El cristal piezoeléctrico ubicado en la base del receptáculo es excitado por la placa osciladora generando una vibración ultrasónica. El líquido ubicado sobre el se transforma en una niebla que es arrastrada hacia el exterior.

Estos aparatos trabajan con una o varias obleas de cristal piezoeléctrico que se hace vibrar a frecuencias ultrasónicas bajo un contenedor plástico con líquido (generalmente una solución con agua).

Las vibraciones se transmiten a las moléculas del líquido, que adquieren energía suficiente para abandonar su superficie como si fuera vapor, en realidad son gotas microscópicas. Lo interesante es que el líquido parece hervir pero en realidad se evapora en frío de modo que lo que se ve no es humo ni vapor sino pequeñas gotas microscópicas.

El aparato requiere de un circuito oscilador de amplitud y frecuencias ajustables, de modo de poder encontrar el punto de resonancia en el líquido para que este absorba la mayor cantidad de energía.

El proceso físico de la cavitación es casi exactamente igual que el que ocurre durante la ebullición La mayor diferencia entre ambos consiste en cómo se efectúa el cambio de fase. La ebullición eleva la presión de vapor del líquido por encima de la presión ambiente local para producir el cambio fase gaseosa, mientras que la cavitación es causada por una caída de la presión local local por debajo de la presión de vapor.

Para que la cavitación se produzca, las "burbujas" necesitan una superficie donde nuclearse. Esta superficie puede ser la pared de un contenedor o depósito, impurezas del líquido o cualquier otra irregularidad.


FUNDAMENTO FÍSICO: La presión de vapor es la presión de la fase gaseosa o vapor de un sólido o un líquido sobre la fase líquida, para una temperatura determinada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico; su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas.

Cuando la presión local es menor que la presión del vapor, parte del líquido o sólido se evapora.

Cuando la presión local es mayor que la presión del vapor, parte del vapor se hace líquido.


EBULLICIÓN

La presión de vapor depende de la temperatura del líquido; al aumentar la temperatura hasta la de ebullición, la presión de vapor se hace superior a la presión en el interior del líquido y, por eso se forman burbujas gaseosas en su interior. Y produce la ebullición.


CAVITACIÓN

El teorema de Bernouilli afirma:

“LA PRESÓN EN EL INTERIOR DE UN FLUÍDO MÁS LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA MÁS LA PRESIÓN CINÉTICA SE MANTIENE CONSTANTE”

P + d g h + ½ d v2 = constante.

El líquido que está cerca del cristal piezoeléctrico, aumenta bruscamente su velocidad y hay, por tanto una disminución brusca de la presión local. La presión local se hace inferior a la presión de vapor del agua y, por eso, se forman microgotas de agua.

Vídeo educativo de física realizado por nuestro grupo de trabajo sobre la formación de niebla por cavitación en el interior del agua mediante un cristal piezoeléctrico.

Esta experiencia la llevaremos al Paseo por la Ciencia 2011 de Córdoba el próximo sábado 26 de Marzo en el vial norte.