Espectroscopia dieléctrica para la caracterización no destructiva de biomateriales. Dielectric spectroscopy for the non destructive characterization of biomaterials

Resumen

El desarrollo de técnicas de detección no destructivas e informativas para evaluar las propiedades de los tejidos vivos ha sido un tema de creciente importancia durante décadas. La espectroscopía dieléctrica es una antigua herramienta experimental que se ha desarrollado dramáticamente y que se utiliza para estudiar la interacción de un material y el campo eléctrico aplicado. Materiales dieléctricos incluyen, pero no se limitan a algunos organismos vivos, materiales alimenticios y la mayoría de los productos agrícolas. En el campo ocupado por estos materiales, la distribución de los campos electromagnéticos y la corriente está fuertemente influenciada por las propiedades dieléctricas que describen su comportamiento eléctrico. Por lo tanto, cuando se someten a aplicaciones de calentamiento dieléctrico por radiofrecuencia o microondas, las propiedades dieléctricas son un reflejo de la rapidez con que un material se calentará. Las medidas se pueden realizar en el rango de 10−6 a 1012 Hz. El trabajo presentado en la tesis es una espectroscopia dieléctrica utilizando una sonda coaxial de extremo abierto entre 500 MHz y 6 GHz frecuencia. Establece una caracterización de las propiedades dieléctricas de los biomateriales en correlación de sus propiedades químicas y físicas. El primer conjunto de experimentos bajo la categoría de alcoholes y biocombustibles se realizaron en diferentes etanol, soluciones de glicerol a diferentes concentraciones, gasolina, diesel y éster metílico. Los resultados muestran la constante dieléctrica y los factores de pérdida. Los resultados muestran una disminución de la constante dieléctrica y del factor de perdida disminuye con la frecuencia en los alcoholes, esto no sucede con la concentración donde la variación es inversamente proporcional, a mayor concentración menor permitividad. Los segundos experimentos son soluciones de sacáridos donde se ensayan soluciones acuosas a diferentes concentraciones de glucosa, fructosa y sacarosa. Las moléculas de sacárido demuestran tener un efecto desestructurante sobre las moléculas de agua. La permeabilidad está correlacionada negativamente con la concentración de sacárido. El tercer experimento consiste en nueve aceites comestibles de diferentes semillas. Sus propiedades dieléctricas son probadas para encontrar correlación con el contenido de agua. Los resultados han demostrado que la constante dieléctrica y el factor de pérdida son directamente proporcionales a su contenido en agua. Los resultados obtenidos son alentadores para realizar experimentos en otras variedades de biomateriales a frecuencias más altas que pueden revelar mucho sobre su comportamiento dieléctrico.