REOLOGÍA DE FLUIDOS COMPLEJOS

REOLOGÍA DE FLUIDOS COMPLEJOS

Definición.

La Reología es la disciplina que se encarga de estudiar el flujo y la deformación de la materia y describe la interrelación entre fuerza, tiempo y deformación. Ésta disciplina abarca tanto la rama de mecánica de los sólidos como la de los fluidos.

Objetivos.

Predecir el comportamiento macroscópico del fluido bajo condiciones de proceso para lo cual se hace uso de las relaciones constitutivas y de las funciones materiales.

Estudiar de manera indirecta la micro-estructura del fluido y evaluar el efecto de varios factores sobre dicha micro-estructura. Para esto se comparan las funciones materiales o propiedades reológicas.

Deformación.

El grado de deformación de un material se expresa usualmente como un cociente entre la longitud deformada sobre la longitud sin deformar. A este término se le denomina la deformación relativa γ y puede cuantificarse según el tipo de experimento que se haga.

Viscosidad.

Es una propiedad de transporte que cuantifica la conductividad de cantidad de movimiento a través de un medio conductivo o fluido. Puede también interpretarse como la resistencia que ofrecen los fluidos a ser deformados, cuando son sometidos a un esfuerzo.

Tipos de fluidos.

Un fluido es un material incapaz de soportar la acción de un esfuerzo de corte, es decir por pequeño que sea el esfuerzo aplicado el fluido experimentará una deformación continua con el tiempo.

Newtonianos. Hay proporcionalidad lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación.

No newtonianos. No hay proporcionalidad lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación. A su vez se dividen en:

a) Independientes del tiempo.

b) Dependientes del tiempo.

Viscoelásticos. Se comportan como líquidos y sólidos, presentando propiedades de ambos, y con propiedades tanto viscosas como elásticas.

Pruebas de flujo oscilatorio.

En ésta prueba una pequeña deformación es aplicada a la muestra a través de un esfuerzo oscilatorio de baja amplitud.

Cuando una muestra es sometida a una pequeña deformación, el esfuerzo generado será sinusoidal y tendrá la misma frecuencia que la deformación. Sin embargo, en muchas ocasiones, el esfuerzo no está en fase con la deformación sino desplazando un cierto ángulo de fase δ. Cabe mencionar que la frecuencia es la magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno.

Ultrasonido.

Se define como una serie de ondas de presión, generalmente longitudinales, originadas por la vibración de un cuerpo elástico (cristal piezoeléctrico) y propagadas por un medio material cuya frecuencia supera la

...