Microsistema con actuación fluídica positiva y aplicaciones en regulación activa de caudal

Resumo

Este trabajo de investigación pertenece al campo de los microsistemas (MEMS) y tiene como objetivo proporcionar un aporte en el campo de los dispositivos microfluídicos reguladores de flujo. Dicho aporte consiste en el diseño y fabricación de una microestructura con la que implementar una microválvula para regulación activa de flujo que presente un nuevo sistema de actuación neumática. Dicha actuación se busca que se fundamente en una ganancia positiva, que se traduce en incrementos de un caudal de trabajo cuando se actúa incrementando una presión. La necesidad de este tipo de actuación en la microválvula se fundamenta en la realización de circuitos fluídicos más complejos con características particulares, como se explica en el capítulo 9. En el capítulo 1 se hace una breve introducción a la investigación que se realiza, presentando sus objetivos y finalmente haciendo un resumen del estado del arte en microválvulas. El capítulo 2 presenta una visión de los microsistemas y de la microfluídica. En dicho capítulo también se comentarán algunos dispositivos fluídicos y se hará especial énfasis en aquellos con analogía con los dispositivos electrónicos. En el capítulo 3 se exponen los materiales comúnmente usados en microsistemas, comentando materiales poliméricos como SU-8 y PDMS y procesos de fabricación, por ser los materiales en los que se fabricarán las microválvulas. El capítulo 4 presenta la estructura del microsistema que se propone para la microválvula, gracias a la cual se consigue la actuación ganancia positiva. Se analizará el comportamiento de la estructura. Los problemas que se encuentran durante su fabricación y la solución adoptada para resolver estos problemas también serán comentados. Los procesos de fabricación de la microválvula se presentan en el capítulo 5, tanto para SU-8 como para PDMS. Seguidamente se prueba experimentalmente el funcionamiento de estas microválvulas, en el capítulo 6 para la SU-8, y en el capítulo 7 para PDMS. Las conclusiones de la investigación se recogen en el capítulo 8 para finalmente, en el capítulo 9 presentar las líneas de investigación que abre el trabajo y los trabajos futuros.