Proyectos Universitarios
Caracterización de plasmas inducidos por descargas pulsadas
Hugo Martín Sobral
Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico
Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

Datos curatoriales

Nombre de la colección

Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)

Responsables de la colección

Ing. César Núñez Hernández; L.I. Ivonne García Vázquez

Colección asociada

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Responsables de la colección asociada

@collection_responsible@

Dependencia

Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)

Institución

Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)

Identificador único (URN)

DGAPA:PAPIIT:IN110109

Datos del proyecto

Nombre del proyecto

Caracterización de plasmas inducidos por descargas pulsadas

Responsables

Hugo Martín Sobral

Año de convocatoria

2009

Clave del proyecto

IN110109

Dependencia participante

Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico

Palabras clave

@keywords@

Área

Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

Disciplina

Física

Especialidad

Física de fluidos, plasmas

Modalidad

@modality@

Síntesis

Se propone en este proyecto analizar dos tipos distintos de plasmas densos inducidos por descargas pulsadas: los inducidos por láser y los generados por descargas eléctricas impulsivas. Ambos tipos de descargas tienen diversas aplicaciones que incluyen: simular relámpagos naturales bajos distintas condiciones ambientales, servir de fuente de excitación para láseres gaseosos, realizar el análisis cuantitativo de la composición de una gran variedad de muestras en estado sólido, líquido o gaseoso, crecimiento de películas delgadas, por mencionar solo algunas en las que hemos estado trabajando. A pesar de que la implementación de los dispositivos experimentales para producir los plasmas es relativamente simple, los procesos físicos relacionados su producción y evolución temporal, no se encuentran bien estudiados y presentan distintos problemas al momento de usarlos en aplicaciones. En el caso de las descargas eléctricas se pretende estudiar la dinámica del plasma, sus propiedades físicas por medios espectroscópicos y sus características eléctricas. Las descargas simularán relámpagos producidos en la atmósfera de la Tierra primitiva y de otros planetas que poseen éste tipo de descargas impulsivas. Estos estudios permitirán relacionar los procesos físicos que ocurren en los plasmas y luego compararlos con las especies químicas producidas y que están directamente relacionadas al desarrollo de la vida. Se estudiarán las condiciones para las que una descarga eléctrica pulsada que excita a un resonador que produce emisión láser, emite en forma simultanea emisión estimulada en distintas regiones espectrales. Esto puede ser aplicado a la construcción de interferómetros de dos colores a fin de medir la evolución temporal de la densidad en otros plasmas no reproducibles (los relámpagos simulados por descargas eléctricas, por ejemplo). Por otro lado, realizando ablación de superficies metálicas de aleaciones, usando láseres pulsados, se estudiarán los procesos de autoabsorción de la luz en el plasma. Adicionalmente se investigará bajo que condiciones es posible realizar una ablación estequiométrica del material analizado. Se pretende establecer las condiciones para minimizar éstos efectos y ligarlos a los plasmas producidos. Estos estudios están directamente relacionados a la solución de los problemas que se presentan al realizar el análisis de muestras por medio de un plasma inductivamente acoplado y un detector de CCD segmentado, cuando la vaporización es producida por ablación láser. También por medio de ablación con láser pulsado, se investigará sobre blancos metálicos, como incrementar la sensibilidad en la detección de especies por medio de espectroscopía de emisión. Se ha observado recientemente que cuando dos plasmas de ablación interactúan, se observa una intensificación en la emisión. Ahora, lo que se pretende es estudiar bajo que condiciones de presión y energías de los láseres éste proceso se maximiza. El estudio de los procesos físicos involucrados, puede realizarse por medio de estudios de absorción y emisión de la luz. He sido responsable de un proyecto de CONACyT “Espectroscopías de Absorción Resueltas en Tiempo”, con el que se adquirió un láser sintonizable para hacer éste tipo de estudios. Con apoyo de PAPIIT, se adquirió parte del equipo necesario para el desarrollo de este nuevo proyecto y finalmente fue aprobado uno de mantenimiento de CONACYT que se encuentra vigente. Desafortunadamente, con éste último proyecto no nos es posible adquirir el equipamiento faltante para realizar los estudios que se pretenden realizar. Se publicará como mínimo un trabajo en una revista arbitrada de circulación internacional al año, donde participarán inicialmente (se espera que se incorporen luego otros), un estudiante de doctorado, dos estudiantes de maestría y todos los de licenciatura.

Contribución

En éste trabajo se pretende contribuir al entendimiento de la física de plasmas producidos con descargas pulsadas y aplicarla al análisis de aleaciones de muestras metálicas y el entendimiento de la física de los relámpagos. En particular, se estudiará la dinámica de las descargas producidas con pulsos de alta tensión en distintas atmósferas que simulan la atmósfera de la Tierra primitiva y de planetas y lunas que poseen relámpagos, por medio de fotografía rápida y de sombras, espectroscopía, caracterización eléctrica y química. Se pretende cuantificar la producción de óxidos de nitrógeno en distintas condiciones experimentales, los que son indispensables tanto para el origen como en el desarrollo de la vida. Se trabajará en el análisis de aleaciones metálicas binarias, en particular con base de plata, por medio de ablación láser acoplado a un sistema de plasma de acoplamiento inductivo con detección por medio de espectroscopía óptica. Se pretende comprobar que en el caso particular de aleaciones con base plata, no es necesario el uso de láseres de pulsos ultra cortos para evitar el efecto de “ablación no estequiométrica” de la muestra a analizar. En simultáneo se estudiará la emisión espectroscópica de los plasmas de ablación, para ver los efectos de autoabsorción de las transiciones atómicas como se ha observado en trabajos previos para otras aleaciones. Utilizando la interacción de los haces de dos plasmas de ablación inducidos por láser, se pretende aumentar la sensibilidad de la técnica de LIBS. Por primera vez se hará uso de la técnica de LIBS para la determinación de niveles de transiciones aun no clasificadas (análisis espectroscópico tradicional).

Información general

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Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). %%Caracterización de plasmas inducidos por descargas pulsadas%%, Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En %%Portal de datos abiertos UNAM%% (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.
Disponible en: http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IN110109
Fecha de actualización: 2014-11-06 12:56:34.0
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Para más información sobre los Proyectos PAPIIT, favor de escribir a: Dra. Claudia Cristina Mendoza Rosales, directora de Desarrollo Académico (DGAPA). Correo: ccmendoza #para# dgapa.unam.mx



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