Lámina térmica
03 dic, 2011
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PDFPlásticos estraños
PRESENTACIÓN: Las capas de la estructura cristalina de una lámina termocromática aumentan su espaciado cuando ésta se calienta, produciendo un cambio de color visible. Este fenómeno puede ser usado por ejemplo como avisadores y medidores de temperatura.
- Another Demo of the Unusual Thermal Properties of Rubber, Mark I. Liff, Phys. Teach. 48, 444 (2010)
- Polymer Physics in an Introductory General Physics Course, Mark I. Liff, Phys. Teach. 42, 536 (2004)
17 responses to "Lámina térmica"
No llego muy bien a entender esto. Me vienen a la cabeza preguntas que no consigo responder, ¿Qué propiedad presentan estos materiales para que esto pueda suceder? Podríamos decir entonces que este proceso es reversible, ¿no? y que ¿ también poseen memoria cromática? y , una última por mera curiosidad, ¿esta es la razón por la que los anillos de “estado de ánimo” cambiaban de color?
Lee los artículos de The Physics Teacher. Puede que los anillos de “estado de ánimo” sean simplemente termómetros…
No me deja leer los artículos completos, lo intentaré a la vuelta de vacaciones en la facultad … de todos modos por lo que estuve leyendo, también hay termómetros que funcionan por esta propiedad, ¿no?
Cualquier termómetro es un dispositivo que reacciona de forma medible/visible ante la temperatura. Para ello en el termómetro se mantienen sus variables de estado constantes menos una, la magnitud termométrica. Ésta es la que se mide y se relaciona con la temperatura. Las láminas en este caso se relacionan con el efecto termocrómico. Con propiedades y aplicaciones interesantes. En cualquiera de estos enlaces puedes encontrar información complementaria.
Leí sobre esta propiedad el año pasado, en una noticia sobre las variopintas estrategias de venta de las grandes marcas comerciales. Era Fanta (¿sabíais que se inventó en la Alemania nazi cuando Coca-Cola cortó su suministro en aquel entonces, para después comprarla?), con una campaña ligada a los forofos de los videojuegos, aunque recuerdo que no era aquí en España. El caso es que las botellas de Fanta tenían un área marcada con pintura termocromática, pensada incluso para las distintas maneras de conservar el producto en el supermercado. Las botellas frías, desvelaban mensajes con trucos para un videojuego cuando alcanzaban temperatura ambiente, y las que se vendían sin refrigeración necesitaban el calor de la mano durante un buen rato para el mismo fin. Emplean la Física para engancharnos a los videojuegos y, de paso, a los refrescos.
Y si de negocios va la cosa, he leído que hace poco un español patentó el uso de tintas termocromáticas para saber si un vino está a la temperatura óptima para ser tomado o si la botella que lo contiene se halla a la temperatura ambiente adecuada para su mejor conservación.
Y el sector público también es consciente de esta propiedad termocromática de algunas láminas y pinturas, ya que en Lugo se hizo hace unos años el primer experimento europeo con pinturas termocromáticas para la señalización horizontal en carreteras, que cambia del color cuando las bajas temperaturas del asfalto llevan a la aparición de hielo. Es una de las fases de un proyecto para implantar “carreteras inteligentes” paulatinamente en toda Europa, con otras características como la iluminación autónoma de la calzada por la noche o proveer de zonas de recarga de vehículos eléctricos.
Para complementar la información añado que las láminas térmicas tienen una importante aplicación en los productos que consumimos ya que aportan más información , incrementando así su seguridad de cara a los consumidores y a los fabricantes.
La información que aportan es variada sobre el producto que va desde el aviso de si está fría o caliente una bebida o si está preparada para su consumo, hasta incluso información sobre su trazabilidad.
Al introducir la lámina termocromática en envases y embalajes las funciones tradicionales de éstos, como las de protección y presentación de los productos en el punto de venta, se ven ampliadas con la introducción de la tecnología y se abren nuevas posibilidades como la garantía de que no se ha roto la cadena de distribución de los productos, proporcionan elementos contra la falsificación, ofrecen información en pantallas iluminadas o logotipos luminiscentes.
La gran ventaja es que permite la fabricación de elementos electrónicos como si se tratase de una imagen gráfica, consiguiendo disminuír costes y aumentar la velocidad de producción.
Uno de mis regalos estas navidades fue una taza con este sistema, en el que al añadir leche caliente se observan todas las figuras del juego tetris que con leche fría no se ven. Me pareció muy curioso.
No conocía este tipo de materiales y me parece sorprendente. Además de láminas, también hay pinturas termocrómicas que son capaces de cambiar de color cuando se producen cambios de temperatura. El fenómeno de la termocromía consiste en la variación de la longitud de onda reflejada debido al cambio de temperatura, lo cual hace que cambie el color. Las pinturas termocrómicas nos permiten detectar si una superficie está fría o caliente. Su empleo en el hogar tiene uso en electrodomésticos y puertas antifuego, pero también podría ser de gran utilidad en muebles y en la pintura de paredes.
Abraiante. Non coñecía estes materiais. Ocórreseme que se poderían empregar tamén coma termómetros, se se lles engade unha escala numérica axeitada, de xeito que se corresponda coas distintas gradacións das cores que vaia adquirindo. Aínda que, claro, precisaría dunha pintura termocromática estremadamente sensible ás variacións témicas como para ser detectable un cambio de cor ao variar a temperatura un grao. Sería iso posible?
A verdade é que había visto o tema das cuncas que o votarlle una bebida quente cambiaban de cor, ou unhas que son negras e o votarlle leite quente por exemplo vese unha fotografía, pero nunca me había preguntado porque prodúcese este efecto (propiedade de pigmentos compostos por microcápsulas nos que muda o cor en función da temperatura de forma reversible ou irreversible) , ademais o ver o vídeo e buscar información sobre o tema decateime das numerosas aplicacións, algunhas creo que útiles como as que advirten se por exemplo as bebidas están quentes ou frías (vasos, termos e cuncas), para temas de seguridade como comentou unha compañeira en carreteiras para advertir que por descenso de temperaturas pode haber xeadas, ou tamén úsanse como elementos decorativos, en mobles, obxectos para casa, elementos de deseño, etc.
Interesante propiedade coñecida só desde finais do século XX. Neste traballo fin de grao, un alumno do Grao en Enxeñaría da Enerxía da Universidad de León realiza unha revisión bibliográfica destes materiais para aplicacións en usos industriais. Interesante.
Los materiales termocrómicos pueden tener aplicaciones muy interesantes. Por ejemplo, en este blog hablan de emplear este tipo de materiales en la ropa de los bebés, de modo que si tiene fiebre su ropa cambie de color y alerte a sus progenitores.
Os materiais termocrómicos cambian, de forma reversible ou irreversible, a súa cor coa temperatura. Dito cambio de cor ocorre dentro dun rango de temperaturas. Habitualmente cambian da cor do produto a transparente, o que permite que o fondo sobre o que se sitúan quede visible. Paréceme algo moi útil sobre todo para utilizar como indicativos de advertencia de que unha superficie está demasiado quente. Pódense usar en utensilios como mangos de tixolas, envases de microondas, etc… Aquí achego a dirección dunha web onde se poden mercar produtos deste estilo.
Los materiales termocrómicos se encuentran de forma habitual en juguetes, vasos, etc… pero pocas veces nos paramos a pensar qué es lo que está ocurriendo científicamente (explicado en comentarios previos). Creo que estos materiales podrían ser de gran interés y motivación en las aulas de secundaria, de hecho, como se pueden adquirir fácilmente incluso se podrían utilizar en clases de plástica para crear utensilios o prendas inteligentes, dejo este vídeo a modo de ejemplo.
He leído en el comentario de Gabino de 20/12/2016 que este efecto se podría usar para fabricar termómetros. Efectivamente, y de hecho se han fabricado con muchas aplicaciones. Quizá ahora no se vean tanto, pero cuando yo era niño y no tanto, los veía por todas partes. Unos que recuerdo eran para ver la temperatura del agua de un acuario, y otros eran termómetros en forma de pegatinas para tomar la fiebre en niños inquietos que no dejaban que les pusieran el termómetro estándar (que de aquella era de vidrio y mercurio, con el consiguiente peligro de rotura). Como dijo Gabino la sensibilidad era un factor importante, y más bien se usaban como indicador grosero, más que como medida precisa. En esta imagen podéis ver un ejemplo de esta aplicación.
Un ensayo muy sencillo, de precio asequible y útil para aplicar en las aulas. Otro método para visualizar los cambios de temperatura, si se dispone del equipo adecuado, puede ser empleando una cámara termográfica la cual contiene una serie de sensores de termografía por infrarrojos que detectan dicha energía infrarroja (calor) y la convierten en una señal electrónica, la cual se procesa generando con ello una representación visual térmica en un monitor de vídeo. Sería muy útil para emplear en clase para conocer por ejemplo como se detectan los puentes térmicos en las fachadas, el tipo de aislamiento etc. Sin embargo requiere una inversión inicial importante.
Me parece interesante introducirle a los alumnos el concepto de temperatura con materiales termográficos, ya que es muy visual e intuitivo. Como dijo Kais los acuarios, incluso los de ahora, presentan un termómetro que no es más que una lámina que cambia de color en función de la temperatura que presente el agua. De este modo cada cambio de color en la banda está relacionado con una temperatura.
Las tintas termocromáticas son de una alta tecnología. Cambian de un color dependiendo de la temperatura en la que se encuentren, tan solo suba o baje la temperatura y el color aparece, desaparece o cambia a otro color.Este tipo de material yo lo he visto en ciertas etiquetas de vino blanco, donde el viraje de color indica que el vino está a la temperatura adecuada para ser tomado. También en algunas tazas, sartenes, quien sabe, a lo mejor dentro de nada( si es que no existe) se fabrican camisetas interiores para bebés/niños para ver si tienen fiebre…