La reología es la ciencia que estudia las deformaciones

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La reología es la ciencia que estudia las deformaciones, incluyendo la influencia de los cuerpos fluidos y sólidos sometidos a la acción de fuerzas mecánicas. Es una disciplina física de importancia fundamental para el conocimiento de la economía y la tecnología de los materiales.

En el estudio de la reología se distinguen tres ámbitos de estudio, la macrorreología, microrreología y el análisis de la textura.

Macrorreología o reología fenomenológica: Considera los cuerpos como medios continuos sin tener en cuenta la constitución interior (microestructura). Investiga los fenómenos externos (consideración fenomenológica) de los cuerpos durante la deformación, y describe los fenómenos con ecuaciones de estado reológicas y modelos mecánicos. Abarca métodos de medición e instrumentos para la determinación experimental de las características fenomenológicas que reflejan de modo integral el estado físico en el microámbito.

Microrreología o reología molecular: Considera los cuerpos en su constitución molecular o dispersa, teniendo en cuenta la clase, forma, tamaño, concentración e interacciones de los componentes, así como la microestructura estática y dinámica durante el proceso de deformación. Los procesos de deformación microrreologícos son descritos e interpretados sobre la base de las regularidades fisicoquímicas a nivel atómico. De este modo se logra evidenciar el mecanismo de influencia de los distintos factores sobre los fenómenos reológicos y las posibilidades de influencia positiva de las propiedades reológicas.

Análisis de la textura: Se vale de la caracterización de la textura mediante:

-Métodos sensoriales (cinestéticos y táctiles), estableciéndose una impresión física integral de conjunto en el examinador, que es caracterizada cualitativamente mediante conceptos y cuantitativamente mediante grados o intervalos de intensidad.

-métodos de medición técnica para la determinación de las características físicas reológicas (reometría) o de los coeficientes de textura en función de aparatos de medida (métodos y aparatos de medida de la textura especiales)

-análisis microscópico, tanto óptico como electrónico y de difractometría radiográfica para la caracterización de la estructura.

La reología tiene varias aplicaciones en la industria alimentaria, desde la obtención de datos para cálculos de la ingeniería del proceso en un amplio número de equipos tales como tuberías, bombas, extrusores, mezcladores, intercambiadores de calor, homogeneizadores entre otros, determinar la funcionalidad del ingrediente para el desarrollo del producto, como el beneficio que este puede desarrollar en la viscosidad. Como un control de calidad al producto final y durante el proceso, en pruebas de vida de anaquel, evaluación de la textura del alimento por correlación a datos sensoriales y análisis de ecuaciones reológicas.

Las propiedades reológicas se definen como el comportamiento de la deformación de un cuerpo ante esfuerzos anisotropicos. Entre las propiedades fundamentales se encuentran la viscosidad, elasticidad, plasticidad y solidez.

Al hablar de reología, uno de los conceptos principales es la deformación, que se define como el desplazamiento relativo de las partículas de un cuerpo durante el cual el volumen, la forma o ambos se ven afectados pero sin pérdida de cohesión.

Existen varios tipos de deformación, los cuales son:

Deformación elástica: La alteración reversible de la forma por acción de fuerzas externas anisótropas lleva a la desfiguración, modificándose sólo la distancia de las moléculas o átomos sin cambios de posición. La energía requerida para la alteración de la forma se acumula y cuando se deja de actuar la fuerza externa se produce una recuperación espontánea completa de la deformación.

Deformación plástica: Al superarse el umbral de fluencia, los átomos, las moléculas y las partículas dispersas sucumben a un cambio de posición, con la alteración irreversible de la forma por acción de fuerzas externas anisótropas. La energía gastada en la alteración de la forma experimenta una disipación.

Deformación viscosa: Los átomos, las moléculas o las partículas dispersas sucumben a un cambio de posición ante la alteración irreversible de la forma por acción de fuerzas externas anisótropas o por la fuerza de la gravedad sin que exista un umbral de fluencia; la energía gastada experimenta una disipación.

Compresión: Solo el volumen experimenta una disminución, aumentando su densidad, aunque su forma no es alterada ante la alteración elástica reversible de la forma del cuerpo causada por presiones isótropas.

Expansión en volumen: La alteración elástica reversible de la forma de un cuerpo cualquiera por acción de fuerzas isotrópas solo lleva a un aumento del volumen y a una disminución de la densidad; no obstante, su forma no se modifica.

Alteración de la forma (distorsión); La alteración simple de la forma, ya sea elástica, plástica o viscosa, de un cuerpo por fuerzas anisótropas transcurre sin modificación del volumen.

Ahora, se ha hablado mucho de los esfuerzos o fuerzas anisótropas: pero, ¿Qué son? Para comprenderlo debemos diferencias dos conceptos básicos: Cuerpos isótropos y cuerpos anisótropos. Un cuerpo isotrópo es aquel que posee propiedades homogéneas completas en todas las direcciones y en todos los puntos, mientras que los cuerpos isótropos son aquellos que poseen propiedades no homogéneas en función de presentar una estructura anisométrica y de presentar poros. Por lo tanto, la deformación del cuerpo dependerá de la dirección en la cual sea aplicado el esfuerzo anisótropo.

De igual forma, otro concepto básico es el de esfuerzo. La reología reconoce dos tipos de esfuerzos distintos: El esfuerzo externo, el cual es la fuerza efectiva aplicada a la superficie de un cuerpo que deforma dicho cuerpo, y el interno, el cual es la medida de las fuerzas internas de interacción de las partículas de un cuerpo que aparecen como respuesta a la deformación de dicho cuerpo.

Medidas empíricas en la industria alimentaria: La industria alimentaria usa muchos instrumentos empíricos para medir el comportamiento de flujo de los productos alimenticios. Estos aparatos no se usan para determinar las propiedades reológicas fundamentales, pero sus resultados encuentran varias aplicaciones: Control de calidad, correlación con información sensorial, o incluso servir como estándares oficiales de identidad.

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