Diseño, manufactura y la caracterización de un hidrófono con la técnica fotoacústica para medir concentraciones de NaCl en agua

Abstract

En el trabajo se presenta la justificación del diseño, fabricación y caracterización de un hidrófono con la finalidad de que este pueda ser empleado en experimentación con el método de fotoacústica en un laboratorio. En la actualidad, el cuidado del medio ambiente se ha convertido en prioridad para algunas empresas las cuales buscan reducir su impacto al medio amiente, por lo que para esta propuesta de hidrófono se utiliza una cerámica piezoeléctrica libre de plomo, pensando en cuidar tanto del medio ambiente como la salud de las personas. Primero se presenta la metodología de diseño, la cual se orientó al usuario debido a que se entrevistó al personal de laboratorio que estaría utilizando el hidrófono, también se empleó el método de benchmarking para obtener información acerca de los materiales que se emplean en la industria actualmente para fabricar hidrófonos comerciales. Una vez que se realiza el diseño, se presenta la fabricación del concepto en la cual se expone como se fabricaron algunas de las piezas y como se consiguieron algunas otras que son comerciales. Posteriormente se muestran los resultados de la caracterización de la cerámica piezoeléctrica con el método de fotoacústica y su arreglo experimental. De igual forma, se presenta la caracterización del hidrófono con el método fotoacústica, esto para verificar, al comparar ambos resultados si los materiales utilizados, así como el diseño del hidrófono brindan un buen acoplamiento acústico. Finalmente, se emplea el hidrófono en un caso práctico, que consiste en medir diferentes concentraciones de cloruro de sodio (NaCl) disuelto en agua tridestilada para analizar el comportamiento de las señales fotoacústicas a medida que se incrementa la concentración de cloruro de sodio, esto se realizó desde 0 a 70 g/L y con un incremento de 10 g/L en cada medición.