Importancia de la Reolog

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Importancia de la Reología en la Industria

• Prof. María Isabel Briceño
• Fenómenos Avanzados

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Reología
Disciplina científica que estudia el movimiento y
la deformación de la materia cuando es sometida a
un esfuerzo.
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Reología
Rheos
Todo fluye (panta rheis) eventualmente!
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Reología
El flujo de un material depende de la magnitud
del esfuerzo aplicado y y del tiempo de
observación
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Reología
Tiempo de observación Número de Débora
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Reología
Magnitud del esfuerzo Número de Peclet
Viscosidad
Tasa de deformación
Longitud característica
Energía térmica
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Reología
El tipo de respuesta (o deformación) también
depende del material

• Agua l muy pequeño (10-12 s)
• Vidrio l muy grande
• Corteza terrestre l infinito

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Reología

• Viscosa ? líquidos
• Elástica ? sólidos

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Reología
Respuesta viscosa
y
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Reología
Respuesta elástica
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Reología
Deformación relativa
Tasa de deformación
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Reología
Líquido viscoso (o Newtoniano)
Sólido elástico (o Hookeano)
Reofluidizante
Viscoplástico
Reoespesante
Tixotrópico
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
La clave está en la microsestructura del material
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
Por ejemplo, para una emulsión cuyas gotas tienen
un radio promedio R
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano lenta ? Pe ltlt 1
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano no tan lenta ? Pe lt 1
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano rápida ? Pe gt 1
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano muy rápida ? Pe gt 1
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Origen del comportamiento no-Newtoniano
ho
h?
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Importancia de la Reología

• Prever el comportamiento durante el manejo del
  material

• Viscosidad
• Bombeo, vertido, drenaje, esparcido, mezclado

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Importancia de la Reología
El fluido trepa el eje efecto de Weissenberg
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Importancia de la Reología
El chorro puede dilatarse
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Importancia de la Reología
Efecto del sifón sin tubo
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Importancia de la Reología

• sedimentación de polvo fino 10-6 -
  10-4 pinturas, medicamentos
• lisaje (debido a la tensión) 10-2 -
  10-1 pinturas, tintas
• drenaje (gravedad) 10-1 - 101 pinturas,
  recubrimientos
• extrusión 100 - 102 polímeros
• masticación 101 - 102 alimentos
• agitación-mezclado 101 - 103 líquidos acuosos
• flujo en tuberias 100 - 103 líquidos
• atomización, brochazo 103 - 104 pinturas,
  combustibles
• molienda de pigmentos 103 - 105 pinturas,
  tintas
• friccionar 104 - 105 cremas, lociones
• recubrimiento de alta velocidad 105 -
  106 recubrimientos
• lubricación 103 - 107 motores de gasolina

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Importancia de la Reología

• Inferir la microestructura del material

Herramienta de formulación
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Importancia de la Reología

• Velocidad de liberación de algún principio activo
• Comportamiento en tejidos velocidad difusión
• Textura
• Capacidad de suspensión y estabilización
• Lubricación
• Recubrimiento de superficies

Por qué interesarse por la microestructura?
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Reología en la Industria

• Pasta de diente
• Pinturas
• Lodos de perforación

Algunos ejemplos
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Reología en la Industria
Pasta de diente

• Mezclado de los componentes
• Estabilidad del producto
• Vertido en tubos
• Vertido en cepillo
• Comportamiento sobre el cepillo
• Acción de lubricación y leve abrasión

Fluidos similares mayonesa, salsa de tomate,
lava.
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Reología en la Industria
Mala formulación
Tiene que ver con ho
Tiene que ver con h? (es importante textura)
Buena formulación
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Reología en la Industria
Lodos de perforación
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Reología en la Industria
Lodos de perforación

• Mezclado de los componentes
• Estabilidad del producto
• Tránsito por bombas
• Tránsito tubos a alta velocidad
• Acción de lubricación y enfriamiento mecha
• Tránsito tubos a baja velocidad

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Reología en la Industria
Pinturas

• Mezclado de los componentes
• Estabilidad del producto (shelf life)
• Homogeneización del producto
• Aplicación con la brocha
• Comportamiento en la pared

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Reología en la Industria
Aplicación de pinturas
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Reología en la Industria
El comportamiento de la pasta de diente, los
lodos de perforación y pinturas depende del tipo
y cohesión de la microestructura y de cómo
evoluciona con la deformación y el esfuerzo.
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Reología en la Industria
Otras aplicaciones - análisis de la textura

• Crocancia (crunchiness)
• Dureza
• Friabilidad
• Springiness
• Gumminess o masticabilidad
• Recuperación estructura (resilience)

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Reología en la Industria
Importancia de la textura

• Determina la percepción sensorial del alimento,
  cosmético, etc.
• Determina la facilidad de tragar un alimento