V. MATERIALES Y MÉTODOS Cámara fotográfica. Una cámara digital modelo DSC-F717 marca SONY® con las siguientes características:

a) 20 mm de macro, b) 10x, c) 5 megapixeles de resolución.

Fig.7 Cámara DSC-F717

Iluminación. Las cualidades de esta cámara permiten capturar imágenes con una muy buena definición, además de que ésta cuenta con un ajuste automático de exposición, es decir, se ajusta a las condiciones de luz que existan. Aunque, siempre se buscaron tener condiciones de luz constante en el laboratorio donde se llevaron a cabo los experimentos, para eliminar fuentes de error, y así poder definir los bordes de las gotas.

Placas de soporte. Se pulieron dos placas metálicas, una de cobre y otra de aluminio, con acabado espejo, para eliminar la rugosidad que pudiera afectar el comportamiento de la gota yacente y su ángulo de contacto. Éstas fueron pulidas en el laboratorio de Ciencia de los Materiales, del departamento de Ingeniería Mecánica. El mecanismo para pulir funciona de la siguiente manera: una base giratoria de bronce está cubierta por un paño que gira a 3000 rpm. Éste se mantiene húmedo dejando caer un pequeño chorro de agua de la llave que se encuentra en la parte posterior, como se puede observar en la Fig. 9. Además se va agregando, periódicamente, con ayuda de una piseta, una solución de agua bi-destilada, que contiene alúmina de 0.05 µm. Después del pulido, la placa es vista con ayuda del metaloscopio para corroborar que ésta tenga el acabado deseado y no presente imperfecciones. La placa de cobre presentó el mejor acabado, ya que no es tan dura como la de aluminio.

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Fig. 8 Bloques metálicos con acabado espejo

Fig. 9 Paño para pulir

Fig. 10 Metaloscopio

Aplicación de gotas yacentes. Los líquidos estudiados fueron colocados sobre las placas con ayuda de una micro-pipeta. Al poner las gotas sobre los bloques, se tiene que hacer siempre de la misma manera, ya que se podría ver afectada la medición del ángulo de contacto. Es decir, si se deja caer la gota a 1 cm de altura, siempre se tiene que repetir esta condición (Reynoso, 2005). Es importante mencionar que al realizar los experimentos, después de haber obtenido la imagen de una gota de cierta sustancia, la placa es limpiada con jabón y agua bi-destilada, y al final se emplea acetona para evaporar el agua. Con esto se asegura que la placa queda completamente limpia y lista para continuar con la serie de experimentos, reduciendo el porcentaje de error.

Fig. 11 Micro-pipeta

Gota yacente. La cámara se colocó sobre un tripié, para no afectar la obtención de imágenes, debido a algún movimiento involuntario o falta de pulso. Tanto las placas como la cámara fueron siempre revisadas con ayuda de un nivel de burbuja, para así poder garantizar condiciones repetibles en los experimentos. Finalmente, las imágenes 10

son captadas para después ser manipuladas con el programa Photoshop ® V 5.5 . Con ayuda de éste, la imagen es filtrada, para definir de manera precisa los bordes de la gota yacente. Después se mide el ángulo con una herramienta que incluye este paquete computacional, que a la vez en su interfase muestra el ángulo.

Fig. 12 Gota yacente filtrada con Photoshop®V5.5

Gota colgante. Para este caso se fabricó una punta con un corte transversal de alta precisión. En un principio, el material de la punta sería de cobre, pero es un poco difícil de manipular en el torno, así que se decidió hacer la punta de latón.

Fig. 13 Punta de latón

Fig. 14 Corte transversal de alta precisión

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Ya con esta punta, se hicieron las mediciones correspondientes. Con ayuda de una bureta, colocada en una pinza sujeta a un soporte universal, se hicieron los experimentos para trabajar con el método de la gota colgante. De esta manera se logra tener un control sobre el flujo de líquido que viaja a través de la punta de latón, para tener gotas colgantes estables, es decir, que permanezcan suspendidas un lapso de tiempo suficiente para que se les tome la fotografía, y no se presenten problemas en la imagen por algún movimiento involuntario.

Nivelación y paralaje. De la misma manera que en el método de la gota yacente, cada vez que se fuera a realizar alguna medición es necesario verificar que todo esté nivelado para evitar posibles errores de medición. Un punto importante para mencionar en este método de la gota colgante es que se coloco un espejo en la parte de atrás para evitar el paralaje, y así estar totalmente seguros de que la punta de latón se está viendo completamente de frente.

Fig. 15 Determinación de la gota colgante

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Calibración de imágenes. Para poder determinar con una escala las dimensiones reales de la gota pendiente, se utilizó un balín esférico de metal. Con un vernier se midió el diámetro de éste (0.785 cm). Se escogió esta pieza porque el lente al encontrarse tan cerca de los objetos solamente puede quedar completamente de frente a uno de ellos, aunque estén separados por una distancia muy corta. De esta forma no se presentan problemas a la hora de hacer el cambio de escala porque el balín va a tener el mismo diámetro, no importando de donde se le vea.

Fig. 16 Escalamiento

Manejo de imágenes en Photoshop® V 5.5. Finalmente, la imagen es filtrada con el paquete Photoshop® V 5.5 para definir de manera exacta los bordes. Después se busca el diámetro ecuatorial de, se mide con las herramientas disponibles en el programa y se hace el cambio de escala con ayuda del objeto (balín), del cual se conocen sus dimensiones. Con esto, se obtiene la distancia que habrá entre el ápice de la gota y la perpendicular que nos dará el ds, haciendo otra vez el cambio de escala para poder ser medido en Photoshop® V5.5. Una vez medido este diámetro, se hace el cambio de escala. Obtenidos el de y el ds, se obtiene el cociente S, que no es más que (ds/de), que se encuentra presente en la ecuación (4) para obtener la tensión interfacial a través del método de la gota colgante. Adamson(1976) presenta tablas obtenidas de manera empírica que a partir del cociente ds/de permiten calcular la tensión interfacial considerando los diferentes componentes de la ecuación (4). 13

Fig. 17 Gota colgante filtrada con Photoshop®V 5.5

Los bordes de la gota colgante están bien definidos. Ya se pueden hacer las mediciones de los diferentes diámetros de la gota para calcular la tensión interfacial del líquido que se esté estudiando. Photoshop® V 5.5, a través de su interfase, proporciona la medida de las longitudes que se realicen.

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