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Importancia de la Reología en la Industria

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Presentación del tema: "Importancia de la Reología en la Industria"— Transcripción de la presentación:

1 Importancia de la Reología en la Industria
Prof. María Isabel Briceño Fenómenos Avanzados

2 Reología… Disciplina científica que estudia el movimiento y la deformación de la materia cuando es sometida a un esfuerzo.

3 Reología… Movimiento Rheos “Todo fluye (panta rheis)”… ¡eventualmente!

4 Reología… El flujo de un material depende de la magnitud del esfuerzo aplicado y y del tiempo de observación…

5 Reología… Tiempo de observación: Número de Débora
Libro de los Jueces: “…y las montañas fluirán ante el Señor” l = tiempo de relajación del material

6 Reología… Magnitud del esfuerzo: Número de Peclet Viscosidad
Tasa de deformación Longitud característica Energía térmica

7 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

8 Reología… Tipos de respuestas más sencillos (¡ideales!):
Viscosa  líquidos Elástica  sólidos

9 Reología… F V Respuesta viscosa Ley de Newton (1687) y

10 Reología… Respuesta elástica Ley de Hooke (1678)

11 Reología… Deformación relativa: Tasa de deformación:

12 Reología… Comportamiento no-Newtoniano Líquido viscoso (o Newtoniano)
Sólido elástico (o Hookeano) Reofluidizante Viscoplástico Reoespesante Tixotrópico Comportamiento no-Newtoniano

13 Origen del comportamiento no-Newtoniano
La clave está en la microsestructura del material…

14 Origen del comportamiento no-Newtoniano
En ausencia de movimiento Movimiento en la dirección Orientación Extensión Deformación Desagregación

15 Origen del comportamiento no-Newtoniano
Por ejemplo, para una emulsión cuyas gotas tienen un radio promedio R…

16 Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano lenta  Pe << 1 El comportamiento es independiente de lo que haga el observador  viscosidad constante  ho

17 Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano no tan lenta  Pe < 1 Las acciones del observador empiezan a tener efecto  el material empieza a ceder

18 Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano rápida  Pe > 1 Se produce la destrucción u orientación o desagregación del material  h variable

19 Origen del comportamiento no-Newtoniano
Mano muy rápida  Pe > 1 La respuesta es proporcional al esfuerzo y la viscosidad es constante  h

20 Origen del comportamiento no-Newtoniano
ho h to: esfuerzo fluencia

21 Importancia de la Reología
Prever el comportamiento durante el manejo del material: Viscosidad Bombeo, vertido, drenaje, esparcido, mezclado

22 Importancia de la Reología
El fluido trepa el eje… efecto de Weissenberg

23 Importancia de la Reología
El chorro puede dilatarse…

24 Importancia de la Reología
Efecto del sifón sin tubo

25 Importancia de la Reología
Algunos valores de g (s-1) sedimentación de polvo fino pinturas, medicamentos lisaje (debido a la tensión) pinturas, tintas drenaje (gravedad) pinturas, recubrimientos extrusión polímeros masticación alimentos agitación-mezclado líquidos acuosos flujo en tuberias líquidos atomización, brochazo pinturas, combustibles molienda de pigmentos pinturas, tintas friccionar cremas, lociones recubrimiento de alta velocidad recubrimientos lubricación motores de gasolina

26 Importancia de la Reología
Inferir la microestructura del material Herramienta de formulación

27 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?

28 Reología en la Industria
Pasta de diente Pinturas Lodos de perforación Algunos ejemplos

29 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.

30 Reología en la Industria
Mala formulación Tiene que ver con ho Tiene que ver con h (es importante textura) Buena formulación

31 Reología en la Industria
Lodos de perforación:

32 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

33 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

34 Reología en la Industria
Aplicación de pinturas

35 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.

36 Reología en la Industria
Otras aplicaciones - análisis de la textura: Crocancia (crunchiness) Dureza Friabilidad “Springiness” “Gumminess” o masticabilidad Recuperación estructura (resilience)

37 Reología en la Industria
Importancia de la textura: Determina la percepción sensorial del alimento, cosmético, etc. Determina la facilidad de tragar un alimento


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