Definición de reología
La reología se define como aquel campo de la física que estudia la forma en que la materia fluye al estar sometida a una deformación. Las propiedades mecánicas típicamente estudiadas por esta rama de la física son la viscosidad, el esfuerzo, la deformación, el Módulo de Young, entre otros.
Características
- El instrumento por referencia que permite medir las propiedades reológicas de un material se denomina reómetro.
- Uno de sus objetivos primordiales como ciencia de estudio es desarrollar un modelado matemático tal que se pueda predecir en mayor medida el comportamiento mecánico de los materiales.
- Pese a que generalmente se asocia al estado líquido de la materia, también estudia el comportamiento de los materiales sólidos y gaseosos.
Qué estudia
El campo de estudio fundamental de la reología se enmarca en la mecánica de fluidos continuos, en la cual el interés fundamental se encuentra en el comportamiento mecánico de un material que fluye cuando es sometido a una deformación dada.
Aplicaciones
La reología tiene diversas aplicaciones a nivel industrial y académico, entre las que se encuentran:
Producción de plásticos
La reología es vital en la producción de plásticos ya que permite conocer, de forma exacta, el comportamiento mecánico del material cuando es fabricado y transformado en un producto final.
Caracterización de sustancias
Esta aplicación se da con mayor ahínco para la industria petrolera, en la que un conocimiento detallado de la reología de una sustancia permite conocer en profundidad su naturaleza química.
Transporte de sustancias
Para mejorar la eficiencia de procesos químicos en los que se debe realizar un transporte masivo de sustancias es necesario manejar los conceptos de la reología para determinar las condiciones adecuadas en las que este traslado se optimiza.
Control de calidad
Algunos productos como los alimentos deben pasar por estrictos controles de calidad en las que sus propiedades mecánicas como medio continuo deben ser evaluadas correctamente.
Determinación de propiedades mecánicas
Los plásticos ostentan una propiedad de la materia denominada viscoelasticidad, lo que implica que presentan propiedades mecánicas tanto de un sólido como de un líquido. Para ello, la reología ofrece unas ecuaciones matemáticas esenciales que permiten el estudio mecánico adecuado de los plásticos en general bajo diversas condiciones de esfuerzo y deformación.
Reología de los alimentos
Para el caso de la industria de los alimentos, la reología ocupa un lugar primordial puesto que permite un adecuado estudio de las propiedades de las sustancias alimenticias y su escalamiento en la producción. Entre otras aplicaciones, es determinante en el control de calidad del producto final, su caracterización, el desarrollo de formulaciones adecuadas y en el diseño y puesta a punto de plantas industriales
Reología de los polímeros
Los plásticos, a diferencia de otros materiales, presentan propiedades en su estado sólido que los hace dependientes de la temperatura y la deformación a la que estén sometidos en un tiempo dado. En ese orden, la reología permite la estimación de estos fenómenos para el diseño, la caracterización y la producción de piezas plásticas en general.
De fluidos
En base a la reología, los fluidos pueden clasificarse de varias formas. En primer lugar, como fluidos newtonianos si, al ser sometidos a un esfuerzo de cizalla, tienen una relación lineal en función de la deformación. Del mismo modo, se catalogan como fluidos no newtonianos a los fluidos que, al ser sometidos a un esfuerzo de cizalla, no tienen una relación lineal en función de la deformación.
De la sangre
La medicina ha tenido especial interés en la reología ya que permite conocer las propiedades mecánicas del flujo de sangre dentro del organismo, lo cual tiene un impacto en el estudio de las patologías sanguíneas y su tratamiento clínico.
Importancia
La reología ha sido el motor fundamental de los procesos industriales modernos. Su aplicabilidad se extiende desde la elaboración de combustibles hasta la fabricación de cosméticos, medicinas y otros productos de interés.
Libros sobre reología
Algunos libros elementales para el estudio científico de la reología son:
- H. A. Barnes, J. F. Hutton, K. Walters, An Introduction to Rheology, Elsevier (1989)
- D.V. Boger, K. Walters, Rheological Phenomena in Focus, Vol. 4, 1st Edition, Elsevier
- H. Barnes, A Handbook of Elementary Rheology, University of Wales (2000)
