reologia

1 Reología

1.1.1 Definición

La Reología es la ciencia del flujo que estudia la deformación de un cuerpo sometido a esfuerzos externos .Su estudio es esencial en muchas industrias, incluyendo las de plásticos, pinturas, alimentación, tintas de impresión, detergentes o aceites lubricantes, por ejemplo.
Historia de la Reología

En 1678 Robert Hooke fue el primero que habló de lareología en su libro “Verdadera teoría de la Elasticidad” [1]. Dicha teoría se resumía en lo siguiente: “Si se dobla la tensión, se dobla deformación”.

Nueve años después, Isaac Newton publicó en “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” una hipótesis asociada al estado simple de cizalladura (o corte): “La resistencia derivada de la falta de deslizamiento de las partes de un líquido esproporcional a la velocidad con que se separan unas de otras dentro de él”. Esta necesidad de deslizamiento es lo que ahora se denomina “Viscosidad”, sinónimo de fricción interna. Dicha viscosidad es una medida de la resistencia a fluir.

La fuerza por unidad de área que se requiere para el movimiento de un fluido se define como F/A y se denota como “” ( tensión o esfuerzo de cizalla). Según Newtonla tensión de cizalla o esfuerzo cortante es proporcional al gradiente de velocidad (du/dy), o también denominado como D. Si se duplica la fuerza, se duplica el gradiente de velocidad:



Esta fórmula se denomina Ley de Newton [2], que es aplicable actualmente aún para unos fluidos determinados (Newtonianos). La glicerina y el agua son ejemplos muy comunes que obedecen la Ley de Newton.Aplicaciones del estudio de la Reología

La reología ha sido muy importante y lo seguirá siendo para el desarrollo de múltiples industrias

Control de calidad de los alimentos: este control se realiza en la propia línea de producción. Es determinante para la aceptación de productos como patatas fritas, cereales, quesos, aperitivos, yogures, dulces, chocolates, cremas, etc.

Estudio de latextura y consistencia de productos alimenticios: dichas propiedades son muy importantes a la hora de que un producto sea del agrado del consumidor.

Producción de pegamentos: el estudio de su plasticidad, de la forma de fluir dentro del recipiente que lo contiene, etc.

Producción de pinturas: una pintura debe ser esparcida de forma fácil pero sin que escurra.

Producción de productoscosméticos y de higiene corporal: la duración de una laca sobre el pelo, la distribución de la pasta de dientes por toda la boca, la forma de cómo se esparce una crema, etc. Todas estas características se estudian con la reología para obtener la mayor eficacia del producto.

Producción de medicamentos: se estudia su estabilidad química, su tiempo de caducidad y su facilidad de extrusión, entre otras.Caracterización de elastómeros y de polímeros tipo PVC.

Estabilidad de emulsiones y suspensiones.

Caracterización de gasolinas y otros tipos de hidrocarburos.

Caracterización de metales (en situaciones de elevada temperatura), y de cristales líquidos.

Control de sustancias que sean transportadas a lo largo de un recipiente cilíndrico (para evitar la reopexia).

Estudio del magmaen vulcanología: cuanto más fluido sea el magma más tendencia va a tener el volcán a que provoque una erupción.

TIPOS DE FLUIDOS:

Existen 3 tipos de fluidos:

Newtonianos (proporcionalidad entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación).
No Newtonianos (no hay proporcionalidad entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación)
Viscoelásticos (se comportan como líquidos ysólidos, presentando propiedades de ambos).



FLUIDOS NEWTONIANOS: Un fluido newtoniano se caracteriza por cumplir la Ley de Newton, es decir, que existe una relación lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación. Si por ejemplo se triplica el esfuerzo cortante, la velocidad de deformación se va a triplicar también. Esto es debido a que el término  (viscosidad) es...