Reología

Rellación ente esfuerciu y deformación nun sólidu. Pa unes condiciones daes de presión y temperatura, el material respuende a l'aplicación d'un esfuerciu primeru con una deformación elástica (reversible, que'l so trabayu atropar en forma d'enerxía potencial) que ye direutamente proporcional al esfuerciu; depués con una deformación plástica (irreversible, que s'estena en forma de calor), que crez más apriesa que l'esfuerciu; y a lo último, con una deformación ríxida (frayatu), qu'a diferencia de les anteriores, ruempe la continuidá orixinal del material.

La reología (pallabra introducida por Eugene Bingham en 1929) ye la caña de la física de medios continuos que se dedica al estudiu de la deformación y el fluyir de la materia.

Conceutu

Una definición más moderna espresa que la reología ye la parte de la física qu'estudia la rellación ente l'esfuerciu y la deformación nos materiales que son capaces de fluyir. La reología ye una parte de la mecánica de medios continuos. Una de les metes más importantes en reología ye atopar ecuaciones constitutives pa modelar el comportamientu de los materiales. Diches ecuaciones son polo xeneral de calter tensorial.

Les propiedaes mecániques estudiaes pola reología pueden midise por aciu reómetros, aparatos que dexen someter al material a distintos tipos de deformaciones controlaes y midir los esfuercios o viceversa. Dalgunes de la propiedaes reológicas más importantes son:

Mafa aparente (rellación ente esfuerciu de corte y velocidá de corte)
Coeficientes d'esfuercios normales
Mafa complexa (respuesta ante esfuercios de corte oscilatoriu)
Módulu d'almacenamientu y módulu de perdíes (comportamientu viscoelástico llinial)
Funciones complexes de viscoelasticidad non llinial

Los estudios teóricos en reología n'ocasiones empleguen modelos microscópicos pa esplicar el comportamientu d'un material. Por casu, nel estudiu de polímeros, estos puédense representar como cadenes d'esferes coneutaes por aciu enllaces ríxidos o elásticos.

Si afitámonos nel sentíu etimolóxicu de la pallabra «reología», podríamos definilo como la ciencia del fluxu. La reología describe la deformación d'un cuerpu so la influencia d'esfuercios, pero la reología nun ta llindada a los polímeros, puede aplicase a tou tipu de material, sólidu, líquidu o gas.

Un sólidu ideal se deforma elásticamente y la enerxía riquida pa la deformación recupérase totalmente cuando se retira l'esfuerciu aplicáu. Ente que los fluyíos ideales se deforman irreversiblemente, flúin, y la enerxía riquida pa la deformación estenar nel interior del fluyíu en forma de calor y nun puede recuperase al retirar l'esfuerciu. Pero solo unos pocos líquidos pórtense como líquidos ideales; la inmensa mayoría de los líquidos amuesa un comportamientu reológico que se clasifica nuna rexón entemedia ente los líquidos y los sólidos: son al empar elásticos y mafosos, polo que-y los denomina «viscoelásticos». Per otra parte, los sólidos reales pueden deformarse irreversiblemente so la influencia de fuercies d'abonda magnitú; a última hora, pueden fluyir.

Nesta clasificación de los comportamientos reológicos de los materiales con rellación a la so respuesta a los esfuercios aplicaos haber d'introducir un nuevu parámetru: la escala de tiempu na cual aplícase la deformación. Pa ello, defínese una nueva magnitú que tien en cuenta'l tiempu d'observación; tratar del númberu de Deborah: De = λ/t, onde λ ye'l tiempu de relaxación y t ye'l tiempu d'observación.

Nesti sentíu, podemos dicir que los sólidos tienen un tiempu de relaxación infinitu, ente que nel casu de los líquidos, esti valor averar a cero; por casu, el tiempu de relaxación de l'agua ye de 10-12 s. Per otra parte, si consideramos procesos de deformación carauterísticos asociaos a los típicos tiempos d'observación, podemos dicir qu'un númberu de Deborah grande define un comportamientu tipu sólidu y un númberu de Deborah pequeñu define un comportamientu tipu líquidu.

El siguiente exemplu puede ayudar a entender lo esplicao hasta agora: les vidreras de la catedral de Chartres en Francia fluyeron desque fueron producíes hai 600 años. Na dómina medieval estes vidreres teníen una espesura uniforme a lo llargo de toa'l so llargor, pero anguaño les molécules de vidriu fluyeron por efeutu de la gravedá, de manera que la espesura na parte inferior ye más del doble de la espesura na parte cimera. El tiempu d'observación tan grande fai que'l númberu de Deborah sía pequeñu, polo que sólidos como'l vidriu pueden clasificase como líquidos.

Como conclusión puede dicise que sustancies como l'agua o'l vidriu non pueden clasificase como líquidos o sólidos, sinón que, como muncho, podemos dicir que tienen un comportamientu de líquidu o sólidu so unes determinaes condiciones d'esfuerciu, deformación o tiempu.

Referencies

Enllaces esternos

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