APLICACIONES DEL MOVIMIENTO VIBRATORIO Y ONDAS EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL

En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vacío.

La magnitud física cuya perturbación se propaga en el medio se expresa como una función tanto de la posición como del tiempo Matemáticamente se dice que dicha función es una onda si verifica la ecuación de ondas:

: es la velocidad de propagación de la onda. Por ejemplo, ciertas perturbaciones de la presión de un medio, llamadas sonido, verifican la ecuación anterior, aunque algunas ecuaciones no lineales también tienen soluciones ondulatorias, por ejemplo, un solitón.

Vibración

Una vibración puede definir las características necesarias y suficientes que caracterizan un fenómeno como onda. El término suele ser entendido intuitivamente como el transporte de perturbaciones en el espacio, donde no se considera el espacio como un todo sino como un medio en el que pueden producirse y propagarse dichas perturbaciones a través de él. En una onda, la energía de una vibración se va alejando de la fuente en forma de una perturbación que se propaga en el medio circundante (Hall, 1980: 8). Sin embargo, esta noción es problemática en casos como una onda estacionaria (por ejemplo, una onda en una cuerda bajo ciertas condiciones) donde la transferencia de energía se propaga en ambas direcciones por igual, o para ondas electromagnéticas/luminosas en el vacío, donde el concepto de medio no puede ser aplicado.

ELEMENTOS DE UNA ONDA

Cresta: La cresta es el punto de máxima elongación o máxima amplitud de onda; es decir, el punto de la onda más separado de su posición de reposo.

Período ( ): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.

Amplitud ( ): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.

Frecuencia ( ): Número de veces que es repetida dicha vibración por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado.

Valle: Es el punto más bajo de una onda. Longitud de onda ( ): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos ondulaciones

consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas. Nodo: es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio. Elongación ( ): es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la

línea de equilibrio. Ciclo: es una oscilación, o viaje completo de ida y vuelta. Velocidad de propagación: es la velocidad a la que se propaga el movimiento ondulatorio. Su

valor es el cociente de la longitud de onda y su período.

ESTERILIZADORES ULTRAVIOLETA PARA AGUA

La desinfección de agua por radiación ultravioleta (U.V.)  es un procedimiento físico, que no altera la composición química, ni el sabor ni el olor del agua. La seguridad de la desinfección U.V. está probada científicamente y constituye una alternativa segura, eficaz, económica y ecológica frente a otros métodos de desinfección del agua, como por ejemplo la cloración.

La radiación U.V. constituye una de las franjas del espectro electromagnético y posee mayor energía que la luz visible. La irradiación de los gérmenes presentes en el agua con rayos U.V. provoca una serie de daños en su molécula de ADN, que impiden la división celular y causan su muerte.

La luz ultravioleta, a la onda germicida de 253.7 nanómetros, altera el material genético (DNA) en las células para que los microbios, virus, mojo, alga y otros microorganismos no puedan reproducirse. Los microorganismos están considerados muertos y se les elimina el riesgo de enfermedad.

La principal aplicación de los equipos U.V. es la desinfección de agua. Cualquier industria que utilice agua en su proceso industrial es susceptible de usar estos equipos. Los equipos U.V. también están indicados para tratamientos de superficies y aire.

Los esterilizadores U.V. están compuestos por:

Cámara de Irradiación. Tubo de cuarzo. Lámpara germicida. Cuadro eléctrico constituido por: Interruptor/ piloto de funcionamiento. Indicador visual de avería de cada lámpara Medidor de horas de uso.

Ventajas:

A diferencia del cloro y el ozono, el UV no genera subproductos de desinfección como trihalometanos (THM) y bromato, que son considerados cancerígenos.

El UV no altera el sabor, olor, color y pH del agua. El UV no requiere la adición de productos químicos. El UV es un equipo compacto,

fácil de instalar y casi no requiere mantenimiento. Provee desinfección sin el uso de químicos. Reduce bacteria, virus y protozoos en un 99.99% Arranques electrónicos proveen un voltaje estable. Avisa cuando requiere mantenimiento. Fabricado en acero inoxidable 304 pulido. Fácil de operar y mantener.

ESTERILIZADORES ULTRAVIOLETA  EN EL TRATAMIENTO DE AGUA

Tratamiento de piscinas: Mediante equipos de radiación UV se desinfectar la piscina con el consiguiente ahorro de cloro químico. Además, mediante procesos fotoquímicos, la radiación

ultravioleta elimina las cloraminas, compuestos organoclorados responsables del típico olor a piscina. Combinando el ozono con un equipo ultravioleta se genera un efecto sinérgico entre ambos que potencia la eliminación de microorganismos y favorece ciertas reacciones fotolíticas, que combinadas con el poder oxidante del ozono mejora enormemente la calidad del agua.

Tratamiento de aguas sanitarias o aguas residuales con carga biológica: Elimina cualquier tipo de problema sanitario o biológico que el efluente pudiese originar como la propagación de la legionella. Combinado con otros tratamientos supone una operación eficaz de desinfección y adecuación de un efluente sanitario o industrial.

Tratamientos terciarios de aguas residuales para riego: Mediante la radiación ultravioleta se reduce la carga biológica de efluentes industriales hasta límites admisibles para riego de jardines, reutilización de aguas para riego de campos de golf y agricultura en general lo cual favorece un aprovechamiento favorable de los recursos hídricos.

Tratamiento de agua potable: Desinfección del agua de consumo sin necesidad de depósitos de mezcla ni del uso de otro tipo de desinfectantes químicos. Este sistema posee una instalación sencilla, eficaz y a la vez que segura.

El uso de rayos X en la inspección de alimentos

Los rayos X son una forma de energía electromagnética invisible con longitudes de onda cortas y un alto nivel de energía. El uso de tecnología de rayos X es más conocido por la población por su empleo en la generación de imágenes con fines médicos. Sin embargo, los rayos X también pueden

penetrar en los productos alimentarios y permiten plasmar en una imagen las características internas de los alimentos, para detectar defectos físicos o contaminantes sin dañar el alimento.

Cuando un rayo X penetra en un alimento, pierde parte de su energía electromagnética. Si el rayo X se encuentra con un área densa del alimento, como un contaminante metálico, la energía del rayo X se reducirá en mayor medida. Cuando el rayo X sale del alimento, un sensor en el equipo de inspección lo convierte en una imagen en escala de grises del interior del alimento. Cuanto más denso es el contaminante, más oscuro aparecerá en la imagen, lo que facilitará su identificación.

Usos de la inspección con rayos X Según el tipo de equipamiento de inspección con rayos X y la naturaleza del producto alimentario, la inspección con rayos X puede identificar varios contaminantes físicos, como el metal, el cristal, la goma, la piedra y algunos plásticos. Dado que la inspección con rayos X proporciona imágenes de un modo no destructivo, su uso está más generalizado entre los alimentos envasados y procesados, y en especial en los que se presentan en botellas, latas, frascos y bolsas. A medida que avanza la tecnología, se está empleando cada vez más la inspección con rayos X para el control y la verificación en líneas de producción.

En la investigación al respecto, han sido numerosas las referencias que subrayaban el potencial de la inspección con rayos X para clasificar frutas, verduras y cereales, así como para detectar huesos y espinas en el pollo y el pescado. Algunos sistemas avanzados de inspección con rayos X pueden efectuar simultáneamente, en las líneas de producción, pruebas de calidad que detecten defectos físicos, midan la masa, cuenten componentes, identifiquen productos perdidos o rotos, analicen los niveles de llenado e inspeccionen la integridad del sellado del envase. Por consiguiente, los sistemas de inspección por rayos X pueden contribuir a reducir los costes de inspección de algunas empresas de alimentación.

Desventajas de la inspección con rayos X La inspección con rayos X tiene varias desventajas claras, como un coste relativamente alto y la necesidad de una alimentación eléctrica de alta tensión para generar rayos X. La inspección con rayos X también tiene varias desventajas percibidas, como la percepción de que este método irradia los alimentos. No obstante, la dosis de rayos X empleada con fines de inspección es significativamente menor a la que implica una irradiación, y no afecta la seguridad, la calidad o el valor nutricional de los alimentos.

Ha suscitado preocupación el hecho de que los operarios puedan estar expuestos a niveles dañinos de radiación procedentes de los sistemas de inspección con rayos X. No obstante, en circunstancias normales, el nivel de radiación que recibirá un operario que esté en contacto directo con un sistema de rayos X será menor que el recibido en un año a causa de la radiación ambiental natural.

Dado que la capacidad de detectar contaminantes por la inspección con rayos X está directamente relacionada con la densidad del producto y del contaminante, hay algunos contaminantes que los sistemas de rayos X tienen problemas para detectar y representar gráficamente. Estos incluyen el

pelo, el papel y el cartón, los plásticos y las piedras de baja densidad, las cuerdas, la madera y el tejido óseo blando como los cartílagos. Para identificar estos contaminantes de baja densidad a menudo se emplean tecnologías de inspección y controles alternativos. Sin embargo, los avances en la tecnología de inspección con rayos X y, en particular, su combinación con otras tecnologías para mejorar la generación de imágenes están solucionando algunas de estas limitaciones.

Conclusiones La detección de defectos físicos y de contaminantes mediante la tecnología de rayos X es una parte importante del control de calidad de determinadas empresas alimentarias. Pese a que los avances tecnológicos han mejorado la asequibilidad, la fiabilidad y la facilidad de uso de los sistemas de inspección con rayos X, a los que han dotado de una mayor calidad de imagen y de mayor capacidad de detección, estos siguen siendo caros. Por otro lado, los continuos avances en la inspección con rayos X deberían de garantizar que el uso de esta tecnología se generalice en la industria alimentaria.