Importancia de la mecánica de fluidos

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Tema : Importancia de la mecánica de fluidos, enmarcado en la física de altas presiones.
1. Introducción

La física de altas presiones trata del estudio de los efectos de la alta presión sobre los materiales, así como el diseño y construcción de dispositivos, como el Yunque de celdas de diamante que permite comprimir una pieza a presiones muy grandes que van hasta las 3’000.000 de atmósferas(3GPascales) para recrear las condiciones existentes en el interior del planeta. La celda-yunque de diamante, es una de cápsula de acero de unos 6 cm de altura y 3 de diámetro, que se compone de dos partes, en cada una de las cuales se encuentra anclado un diamante pulido en su punta (yunque). Entre los yunques se coloca una pieza metálica que se perfora para crear el recinto en el que se alojarála muestra. El tamaño del líquido o sólido que se va a someter a alta presión es de unas 200 micras de diámetro y unas 100 micras de espesor, porque para generar muy altas presiones, se necesita tener un volumen muy pequeño y materiales muy duros que lo aprieten. Y para observar lo que sucede en ese minúsculo espacio se un microscopio de alta resolución, y otras técnicas.

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Fig. 1Yunque de celdas de diamante – Diamond Anvil Cell ó DAC por su sigla en inglés

Otro ejemplo de su uso fue la fabricación de diamantes, mediante el sometimiento del carbón a altas temperaturas y presiones; mostrando que casi todos lo materiales que se someten a altas presiones se compactan en una forma más densa creando materiales nuevos que se cree existen cerca del núcleo de nuestro planeta, comoestructuras policristalinas del carbón, cerámicas metálicas y cristales de Stishovita.
Modificar la estructura molecular de los compuestos, es una herramienta puede ser también de gran utilidad en la síntesis de nuevos compuestos orgánicos, incluidos nuevos fármacos, ya que es la conformación de la molécula, en muchos casos, lo que determina que un fármaco actúe o no sobre el causante de unaenfermedad.

Se usa industrialmente para :
• Hidrolavado o Waterblasting; en la que se usa agua o vapor de agua , acelerados para limpiar superficies y materiales como paredes, el caucho de las pistas de aterrizaje, sellantes del concreto. Los rangos en la presión del agua para limpieza definen la tecnología en : Baja Presión (( 5000psi), Alta presión (entre 5000 y 10000 psi), alta presiónhidrojet (entre 10000 y 25000 psi) y Ultra Alta presión (( 25000 psi).
• Fundición a presión (Die Casting); que es el proceso de moldear un metal maleable – generalmente no ferrosos - dentro de las cavidades dispuestas de un material más duro. Este método se ajusta a la producción en masa de piezas pequeñas y medianas.
• Electrólisis de alta presión; que es la descomposición del agua mediante elpaso de una corriente eléctrica, solo que se comprime el hidrógeno para consumir menos energía. Se espera que estas tecnologías permitan usar el hidrógeno como fuente de energía limpia y renovable mediante un proceso inverso a la electrólisis, donde a partir de hidrógeno se obtiene agua y energía eléctrica.
• Preservación de la comida; mediante el proceso de envasado a alta presión (( 7000 libraspor pulgada cuadrada), la comida procesada mantiene su apariencia, sabor, textura y nutrientes mientras se matan bacterias como el E.Coli, Salmonela y Listeria.
También se utiliza para esterilizar y obtener gelatinas y purés sin añadir azucares o almidones, lo que beneficia los diabéticos, debido a que el tratamiento con altas presiones rompe la estructura de los alimentos y a homogeniza, omelifica los vegetales a partir de sus propios polisacáridos
• Tuberías de gas de alta presión; para transporte rápido de gas natural.
• Cromatografía de líquidos bajo alta presión; en la que una bomba mueve la muestra a través de una columna, incrementando su densidad lo que permite una mejor respuesta en las longitudes de onda bajas.
• Lámparas de mercurio de alta presión; que son más...
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