Describe de manera precisa comportamiento complejo de polímeros

De WikiNoticias UANL

28 de septiembre de 2005

El profesor-investigador de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica,Martín Édgar Reyes Melo recibió el premio de Investigación UANL 2004 en el área de Ciencias Exactas por su trabajo "Aplicación del método de derivación e integración del orden arbitrario al modelado del comportamiento mecánico y dieléctrico de materiales poliméricos".

ÁREA: CIENCIAS EXACTAS TRABAJO: Aplicación del método de derivación e integración del orden arbitrario al modelado del comportamiento mecánico y dieléctrico de materiales poliméricos INVESTIGADOR: Dr. Martín Édgar Reyes Melo INVESTIGADOR: Dr. Carlos A. Guerrero Salazar DEPENDENCIAS: Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

El Dr. Martín Édgar Reyes Melo abordó el uso del Cálculo Fraccionario que ha cobrado importancia en estos últimos años debido a la existencia del cómputo y a la necesidad de estudiar el comportamiento viscoelástico complejo (fenómenos de relajación mecánica y dieléctrica) de polímeros y de esta manera poder predecir el comportamiento de estos materiales en un gran intervalo de temperaturas.

Los polímeros presentan un grado de desorden en su morfología, a diferencia de otros materiales como los metales y los cerámicos que tienen un orden específico en el espacio y que sí pueden ser descritos con la geometría Euclidiana o derivadas de orden entero (0,1,2…).

En estos materiales (metales, cerámicos) que poseen una estructura cristalina es relativamente sencillo describirlos matemáticamente con operadores diferenciales o integrales de orden entero: cero, uno o dos, pero cuando el grado de desorden se incrementa, el comportamiento es mucho más complejo, lo cual requiere un nuevo tipo de tratamiento matemático para poder ser descritos. Por ello el Dr. Reyes Melo desarrolló un modelo matemático aplicando un método de derivación-integración diferente al tradicional.

“Lo que hicimos fue aplicar una derivación entre cero y uno, o una integración entre cero y uno con la finalidad de poder llegar a describir de manera más precisa el comportamiento complejo de los polímeros.

“Es lo que estamos proponiendo, utilizar derivadas o integrales con un orden arbitrario entre cero y uno, es decir, de tipo fraccionario.” La conclusión a la que llegaron es de que ese tipo de operadores describen de una manera más precisa el comportamiento complejo de ese tipo de materiales, a diferencia de otros modelos clásicos que son a base de operadores diferenciales de orden entero con lo cual existe una discrepancia bastante importante entre lo que dice el modelo matemático y lo que se encuentra en la realidad.

“Esa es la gran aportación de este trabajo, lo que nos permitirá seguir estudiando este tipo de materiales que son desordenados, como los diversos tipos de materiales polimérico que forman parte de nuestra vida diaria, o como el vidrio, etc.”

La investigación fue parte del desarrollo de una tesis doctoral en la que trabajó en el marco del cuerpo académico de Síntesis y Caracterización de Materiales de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME).

La primera etapa consistió en caracterizar experimentalmente los materiales tanto desde un punto de vista mecánico como eléctrico, puesto que son muy importantes para uso eléctrico en el recubrimiento de cables para el transporte de energía y en una gran diversidad de aplicaciones en el área de la electrónica. La segunda etapa fue desarrollar matemáticamente este modelo, que fue la parte más pesada del trabajo.

Reyes-Melo realizó sus estudios de maestría en la FIME y su doctorado en un laboratorio francés para continuar con el desarrollo del modelo, teniendo la oportunidad de obtener el título de Doctor en Ingeniería de Materiales en la Universidad Paul Sabatier en Tolouse, Francia. Como producto de estos trabajos se ha establecido estrecha colaboración entre investigadores franceses y los del Cuerpo Académico Consolidado de Caracterización y Síntesis de Materiales de la FIME. El Dr.Reyes-Melo se reincorporó como maestro de tiempo completo a la División de Posgrado de la FIME.

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