Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Mai aproape de intelegerea dinamicii mantalei terestre prin modelare experimentală la scală de laborator

13 Februarie 2015




Ingeniozitatea şi originalitatea abordării o reprezintă utilizarea metodelor de încălzire non-contact, bazate pe fenomenele de absorbţie selectivă a radiaţiei de microunde de putere în diverse materiale. Utilizarea microundelor în cadrul experimentelor de convecţie permite obţinerea fie a unei încălziri precis localizate, fie a unei încălziri extinse şi omogene în întreg volumul probelor. În fiecare caz se utilizează un aranjament specific al antenelor de microunde, o anumită secvenţă de excitare şi o probă fluidă (sau combinaţie de fluide), alese corespunzător.

Cele două echipe şi-au propus ca obiective specifice proiectarea, construcţia şi dezvoltarea unui ansamblu experimental, bazat pe efectul termic al microundelor, efectuarea de experimente de convecţie termică şi aplicarea practică a rezultatelor experimentale obţinute la elaborarea unor modele geofizice pentru mai multe geometrii posibile, fiecare dintre ele abordând câte o problemă nerezolvată a mecanismelor de convecţie de pe Terra sau de pe alte planete similare.

Rezultate obţinute
Infrastructura de cercetare existentă în INCDTIM a asigurat grupului de cercetători români condiţiile propice pentru realizarea, la fază de prototip, a unui ansamblu experimental complex de încălzire cu microunde (practic s-au construit două astfel de unităţi, câte una pentru fiecare instituţie parteneră). Sistemul include o serie de soluţii şi dispozitive noi, inovative: generator de microunde de putere constantă pe durate lungi de timp; filtru optic de microunde pentru monitorizarea cu cameră foto/video a probei, în timpul încălzirii cu microunde; suport cu glisare pentru poziţionarea iluminării probei cu perdea laser; omogenizator de microunde cu cristal fotonic; cuvă specială pentru probe fluide, transparentă optic şi la microunde şi prevăzută cu sisteme de încălzire, respectiv răcire controlată pe fața inferioară, respectiv superioară; sistem de măsurare a temperaturii şi a vitezei; sistem de măsurare şi monitorizare a poluării electromagnetice în domeniul de microunde. Sistemul experimental a fost adaptat în funcţie de situaţiile concrete impuse, astfel încât să respecte normativele europene de protecţie biologică.

Generatorul de microunde proiectat şi realizat de echipa română din INCDTIM şi incintele cu probe de geometrii diferite au fost testate şi utilizate pentru experimente de convecţie în laboratoarele echipei franceze din IPGP. Rezultatele şi datele experimentale obţinute au fost folosite pentru deducerea unor legi de scalare. Pe baza seturilor de date şi a legilor obţinute s-au construit modele matematice, pentru testarea diverselor scenarii posibile ale convecţiei în mantalele telurice. Legile de scalare au fost aplicate cu deosebit succes la estimarea temperaturii mantalelor telurice (Pământ şi Venus). Rezultatele astfel obţinute corespund foarte bine, în cazul Pământului, cu temperaturile mantalei oceanice superioare şi temperatura de la baza continentelor. Pentru Venus, estimările indică prezenţa posibilă a rocii în stare parţial lichidă sub litosferă.

Au fost dezvoltate metode noi de laborator privind măsurarea şi adaptarea generatorului de microunde la ansamblul incintă de tratament-cuvă-probă, verificarea distribuţiei densităţii de putere de microunde în volumul probei, măsurarea variaţiei cu temperatura a absorbţiei radiaţiei de microunde în probă, măsurarea parametrilor de convecţie termică, pregătirea experimentelor de convecţie (fluid mono- sau multistrat, vâscozităţi şi densităţi diferite, etc.).

O parte din soluţiile originale dezvoltate în cadrul proiectului fac obiectul a trei cereri de brevet, dintre care una europeană. Rezultatele cercetării au fost publicate în reviste cotate ISI (două articole publicate, unul în curs de publicare) şi prezentate la şase conferinţe ştiinţifice internaţionale şi două workshop-uri. La ediţia a XII-a, din 2014, a Salonului Internaţional al Cercetării, Inovării şi Inventicii PRO INVENT a fost acordată medalia de argint uneia dintre cererile de brevet. Implementarea cu succes a proiectului a condus la creşterea nivelului de competenţă a cercetătorilor implicaţi şi la atragerea în activitatea de cercetare din IPGP a doi tineri post-doctoranzi.

Succesul cercetării a fost asigurat de caracterul complementar şi multidisciplinar al celor două echipe, cu o expertiză vastă în cele două domenii cheie ale tematicii abordate (fizică şi tehnica microundelor şi fizica Pământului), de calitatea comunicării şi de schimbul permanent de informaţii, şi, nu în ultimul rând, de competenţa ridicată a fiecărui membru al celor două echipe. Tematica proiectului, extrem de interesantă şi atractivă, schimbul de experienţă, concluziile şi datele obţinute în urma experimentelor, atât în domeniul încălzirii cu microunde, cât şi în cel al studiului sistemelor convective, au adus beneficii majore ambelor echipe şi instituţii gazdă.



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite