Laboratorio de Ensayos Ambientales (LEA/LET)

Responsable Científico: Yolanda Fernández Jalvo (email: yfj@mncn.csic.es) Coordinación científica: Equipo de Investigación Tafonómica del MNCN

Asistencia técnica M.Dolores Pesquero (email: lolap@mncn.csic.es)

Ubicación: Planta Baja del Edificio de Pinar 25.

Tel.: +34 91 566 8965 & +34 91 566 8928/Fax:+34 91 566 8960.

*(ANTES: Laboratorio de Ensayos Tafonómicos LET)

El Museo Nacional de Ciencias Naturales cuenta con el primer Laboratorio a escala mundial de Ensayos Tafonómicos. Se trata de un laboratorio de reciente creación por el Equipo de Investigación Tafonómica del centro, donde se ensayan con condiciones ambientales críticas y estándard y esfuerzos mecánicos. Para una mejor comprensión de los objetivos del laboratorio se ha rebautizado como Laboratorio de Ensayos Ambientales.

El origen del laboratorio es el estudio paleontológico de ensayos tafonómicos de macro- y microvertebrados, pero ya hemos experimentado con pólenes,  muestras arqueo-paleontológicas, biológicas, geológicas y/o forenses, así como materiales para la preservación de especímenes para su almacenamiento.

El laboratorio tiene equipamiento específico para simular condiciones ambientales y ensayos mecánicos mediante experimentos repetibles y con resultados no susceptibles a influencias extrañas a los parámetros programados. Estas simulaciones consisten en modificaciones en climas standard y climas extremos, o de parámetros atmosféricos concretos, con actuación independiente de cada uno de los parámetros. También se desarrolla deformaciones mecánicas de materiales, abrasión eólica o hídrica y, en general, ensayos ambientales, geológicos y mecánicos.

EQUIPAMIENTO DE ENSAYOS AMBIENTALES

CÁMARA AMBIENTAL (MQ/ESP):

Fabricada por CCI está diseñada para controlar parámetros climáticos individualmente (frío, calor, humedad, radiación solar, lluvia y contaminación por CO2) o realizar ensayos de ciclos climáticos (desérticos, sabana, bosque tropical, clima mediterráneo, etc). Tanto las estructuras como los automatismos y los sistemas de control y programación han sido fabricados específicamente para cumplir los requisitos del laboratorio.

Función Temperatura Ambiental - Programación de temperatura ambiental con maquinaria autónoma y potencia frigorífica y calorífica en modo convencional: Entre -20ºC y +80ºC. (Precisiones y estabilidades máximas permisibles).

- Programación de temperatura ambiental con criogenia mediante nitrógeno líquido y módulo calorífico suplementario: Entre -60ºC y +80ºC. (Dadas las elevadas inercias de las capacidades frigoríficas y calefactoras, las precisiones y las estabilidades resultantes se ven disminuidas en los programas de límites extremos con rampas y ciclados rápidos). Apreciación de lectura: 0,1ºC.

- Estabilidades y precisiones, con radiación y sin radiación, están determinadas experimentalmente.

Función de Humedad Relativa:- Rango de programación de humedad relativa en modo convencional entre +10%HR +/- 1%HR, hasta saturación

- Programa crítico  de humedad relativa con software especial exclusivo que permite el secado a bajas temperaturas, con constancia de mantenimiento de humedad de 20%HR durante ciclos térmicos a temperaturas de hasta -10ºC.

- Apreciación de lectura: 1% HR.

Función Radiación Solar Mediante lámparas de espectro radiante (radiación UV, visible e infrarroja próxima) similar al emitido por el sol, basados en gases ionizables a alta presión en vidrio de cuarzo y por una espiral incandescente de wolframio, (energía media radiada de aprox. 800 W/m2, con una potencia instalada de aprox. 5 KW/m2, sin filtros de vidrio de aislamiento) equivalente a la radiación registrada en el ecuador en el máximo de intensidad solar (al mediodía). La potencia total instalada de radiación está formada por cuatro lámparas de 300 W.

¡¡¡NUEVO!!!Función Radiación Solar acelerada.  Se ha incrementado el número total de lámparas a 13 que pueden combinar lámparas de radiación ultravioleta (UV, <250nm), visible, e infrarroja (IR, hasta IR lejano 3000nm). Los valores de radiación ambientales (entre 800W/m2 y 1200W/m2) se alcanzan sin problema con la nueva configuración de la cámara que cubren todo el espectro solar (285 a 3000nm). Esta nueva configuración puede acelerar las condiciones de radiación por encima de los 2400W/m2, para aceleración muy extrema. Las características de la cámara climática permiten programar insolación extrema aun manteniendo valores de temperatura y humedad controlados a los valores que se requieran. Las nueva configuración permite un gran versatilidad en los experimentos de insolación al variar las condiciones de irradiancia (W/m2) con lámparas de UV e IR a requerimiento del usuario.

  Función Lluvia Mediante aspersores de ángulo aproximado de 60º al centro de simetría del recinto de ensayo. Al igual que el resto de las funciones, el tiempo y el momento de la entrada de la función de lluvia esta comandada desde el programador. La cámara impedirá realizar esta función en condiciones incompatibles tales como rociado simultaneado con programas de temperatura de congelación,  aunque sí podrá realizarse la simulación de la formación de hielo mediante un programa de frío tras el de lluvia.

Función Contaminación por CO2. Esta función está controlada mediante un sensor de infrarrojos comandado desde el programador. Esta función se selecciona mediante un selector adicional que activa el control desde el programador. El sistema permite programar una concentración comprendida entre 0 y 3000ppm

Función Criogénica. Mediante esta función se pueden alcanzar temperaturas de 60ºC bajo cero y para la realización de rampas rápidas es necesaria la conexión de nitrógeno líquido a la cámara.  La velocidad de tránsito recomendable es de 15 a 20 minutos.

  Sistema de Programación Automática de Ciclos y de  Variables Funcionales

Desde el programador de ejecución especial bajo pedido, se podrán programar las secuencias de entrada de las diversas funciones y sus tiempos preestablecidos, dentro de las limitaciones establecidas, para secuencias coherentes con la permisibidad física de las propias funciones, en cuanto a compatibilidad entre ellas.

- Rango programable posible de temperaturas, humedades y concentración de CO2: Todas las comprendidas en los límites del equipo.

- Lluvia y tiempo de exposición solar de radiación fija a la potencia admisible.

- Apreciación de 0,1ºC, 1% HR y 1ppm CO2.

- Programación de hasta 9 programas distintos.

- Diecinueve segmentos por programa (rampas o mantenimientos).

- Repetición de hasta 999 ciclos o infinito.

- Tiempo máximo programable posible por segmento hasta 99 horas 59 minutos.

- Tiempo mínimo programable por segmento 1 minuto ó 1 hora.

- Programación de humedad relativa directa en porcentaje.

- Generación automática de rampas por interpolación lineal entre valores extremos del paso.

- Algoritmo de regulación específico para evitar desviaciones excesivas de la humedad relativa durante las transiciones (Inexistencia de condensaciones)

- Alimentación de memoria por batería.

Las dimensiones interiores del recinto de ensayo son de 600mm alto x 600mm ancho x 600 mm fondo.

Dependiendo de la naturaleza de las muestras y objetivos del trabajo, la duración media de los experimentos estándar de la cámara climática suele ser de 1 a 3 meses o más. La duración de los experimentos de ambientes contaminados por CO2 suele estar en el rango de semanas y los de criogenia en duración de días.

INVERNADERO PROGRAMABLE

Construido por la empresa MRSE, LLC (Canadá) especializada en invernaderos programables de exterior para desarrollo de plantas a temperaturas por debajo de 0ºF (-18ºC). El invernadero se encargó para funcionar en interior y permitir la programación de temperatura, humedad ambiental y del suelo, con luz infrarroja y ultravioleta (simultánea y/o independiente) que permite simular días mas largos con valores de climas tropicales, templados o más extremos.

Invernadero de programación electrónica, de temperatura, humedad y ventilación, con luz ultravioleta e infrarroja. En él se desarrollan experimentos de simulación de situaciones de diagénesis temprana

Su versatilidad permite la experimentación con distintos tipos de suelos, distintas plantas de raíces más o menos penetrantes y con medios ambientales extremos tanto subaéreos como subterráneos.

La duración de estos experimentos suele ser de 1 a 3 meses o más, dependiendo de la naturaleza de las muestras y objetivos del experimento.

EQUIPAMIENTO DE ENSAYOS MECÁNICOS

BANCO DE PRUEBAS

Modelo: ZWICK-5kN ROELL. Máquina de compresión para simular procesos de compactación del sedimento, compresión subaérea, caída de bloques y esfuerzos microtectónicos en la deformación y fractura de la muestra.

El equipo está conectado a un PC standard para medir la fuerza, tiempo de experimentación hasta fractura y valores y diagramas de deformación/microfactura y fractura. Consta de una columna uniaxial y aplicación de esfuerzos desde pocos gramos a 5kNw con distinta duración y velocidad.

PRENSA HIDRÁULICA

 

Experimentos de compresión / deformación de larga duración usando una prensa hidráulica. Este equipo no es automático o controlado por ordenador, sólo mantiene un peso constante (hasta 30 toneladas) durante el tiempo necesario.

CABINAS DE PULIDO:

Máquina de pulido básica por chorro de arena para simular la erosión en desiertos. Pistolas de aire comprimido.

Dimensiones exteriores (Anch X Fondo X Alto): 660 x 490 x 500 mm
Dimensiones interior cabina (Anch X Fondo X Alto): 575 x 450 x 280 frontal-350 fondo
Peso: 20 Kg. En acero y equipada con una pistola, cuatro boquillas, guantes, iluminación y 5 láminas protectoras del visor. Estos experimentos necesitan la ejecución del técnico (tarifa: 1er dia)

Tambores de pulido

Tienen un movimiento motorizado programable en tiempo y velocidad. Realiza un movimiento constante para simular abrasión por rozamiento y erosión por corrientes de agua con distintos sedimentos. Estos experimentos suelen durar varias semanas o meses.

 

• Cortadoras manuales (DRIMEL), básculas, cubetas de ultrasonido (con temporizador y termostato), contenedoras de vidrio (procesos de sedimentación), refrigeradores y congeladores para muestras, microscopios y lupas (portátiles y fijas/motorizadas o fijas) adaptadas al estudio de muestras de gran formato (cráneos de macromamífero) o pequeña dimensión (micromamíferos, con registro de imagen y video digital.

-La redacción de informes y procesado de muestras y datos de los ensayos con el correspondiente material gráfico y relación de resultados tiene una tarifa aparte de los experimentos (según protocolo). Se pueden realizar estudios paleontológicos y/o tafonómicos completos a partir de sedimentos recogidos en campo. Estos estudios deberán ser presupuestados de acuerdo a la cantidad de muestra proporcionada para el estudio. Los experimentos se entregan con los resultados gráficos y fotográficos de la muestra antes y después (y con observaciones intermedias documentadas).

Para saber más

• Laboratorio de ensayos tafonómicos (pdf en español)
• Laboratory of Experimental Taphonomy (english pdf)