Biorreología

Reunión para coordinar horarios:

Jueves 12/4  12 hs en Cátedra de Física

 

COORDINADOR:

·         Prof. Dra. Bibiana Riquelme

DOCENTES:

·         Prof. Lic. Ernesto Luque

·         Dra. Analía Alet

DOCENTES INVITADOS:

·         Prof. Dra. Susana Lavaselli

·         Prof. Dra. Patricia Risso

·         Prof. Dra. Mabel D’Arrigo

·         Prof. Dra. Susana Pérez

·         Prof. Liliana Bayas

·         Prof. Guillermo Rodríguez

 

1 - Fundamentación y propósitos

La asignatura propone una aproximación al tema de la reología como herramienta para la investigación científica considerando principalmente aspectos vinculados con las áreas biológicas. Estos conceptos tienen una gran importancia en distintas ramas de la Ciencia, porque determinan aspectos relacionados tanto con la fabricación industrial como con aplicaciones en el Área de la Salud. Esto ocurre para una extensa gama de materiales, tales como medicamentos, cosméticos, alimentos, fluidos biológicos, biomateriales, etc. En estas áreas se demanda del investigador una compleja tarea de interpretación de resultados, selección de técnicas y toma de decisiones en las que inevitablemente se articulan conocimientos de orden teórico y técnico específico.

 

Se entiende que las materias electivas aportan una plataforma teórica y/o un repertorio de técnicas vinculadas al área específica en la que el futuro profesional desarrollará su tarea. Por ello, la asignatura tiene como propósitos presentar los fundamentos básicos de la biorreología a fin de desarrollar un marco conceptual que permita establecer criterios para la selección adecuada del instrumental y de las técnicas de trabajo, y proporcionar elementos para el análisis de los resultados obtenidos a partir de técnicas que tienen a la reología como base. Asimismo, se aspira a poner a disposición de los alumnos  un conjunto de técnicas e instrumental que les permita diseñar propuestas de trabajo adecuadas a propósitos específicos y contextos particulares.

 

En este sentido, además de los conocimientos básicos sobre biorreología y diferentes técnicas e instrumentos de medición con base en estos conocimientos, la selección de contenidos ha priorizado su contribución al conocimiento de las técnicas propias de investigación en áreas biotecnológicas con aplicaciones que se realizan actualmente en el ámbito de nuestra Facultad.

2 - Objetivos

Se espera que al finalizar la asignatura los estudiantes sean capaces de:

·         Comprender los principios de funcionamiento de distintos reómetros y viscosímetros.

·         Comprender los parámetros de aplicabilidad del instrumental y efectuar opciones fundamentadas acordes a las mediciones que requiera realiza de acuerdo con la temática de trabajo propia de cada alumno.

·         Seleccionar el instrumental más adecuado a utilizar según sean las características reológicas del material bajo estudio..

·         Interpretar adecuadamente la información provista por los instrumentos de medida de acuerdo a las características estructurales de las muestras analizadas.

·         Diseñar y formular una propuesta de trabajo que articule su área de trabajo con alguna de las técnicas presentadas.

3 - Contenidos y Bibliografía

3.1. Introducción a la Biorreología – 25 hs

·         Conceptos de tensión y deformación y sus relaciones

·         Reología y ecuaciones reológicas. Definición de biorreología, su conexión con la física y la biología

·         Fluidos, Concepto de presión. Leyes de la hidrostática. Fenómenos de superficie. Tensión superficial. Hidrodinámica: estado estacionario. Ecuación de continuidad. Fluidos perfectos: Teorema de Bernoulli y sus aplicaciones.

·          Fluidos reales. Comportamientos viscoso, elástico y viscoelástico.

·          Viscosidad. Comportamiento newtoniano y no newtoniano.

·          Régimen laminar. Ley de Poiseuille. Régimen turbulento: Número de Reynolds.

·         Aspectos químico-físicos de la viscosidad de fluidos simples: Efecto de la temperatura.

 

3.2. Clasificación reológica de los materiales – 18 hs

·         Fluidos NEWTONIANOS. Viscosidad: métodos de medida de la viscosidad.- Variaciones de la viscosidad con la temperatura.

·         Fluidos NO NEWTONIANOS. Tipos de comportamiento: independientes del tiempo; dependientes del tiempo. Métodos de medida. Parámetros reológicos. Modelos reológicos.

·         Viscoelasticidad lineal: Fluencia y recuperación. Oscilaciones forzadas.

·         Viscoelasticidad no lineal. Efecto Weissenberg, Barus, Rop-Coil, etc.

·         Materiales plásticos. Estructura y comportamiento reológico. Ejemplos

·         Relaciones de las propiedades reológicas con otras características de los materiales.

 

3.3. Instrumentos de medición – 15 hs

·         Mediciones absolutas de viscosidad. Viscosímetros absolutos.

·         Viscosímetros capilares: Descripción; clases de viscosímetros.

·         Viscosímetros rotacionales; reómetros: sistemas Searle y Couette.

·         Sistemas de medición: sensores, cilindros concéntricos, cono-placa, etc.

 

3.4. Aplicaciones en Tecnología de Alimentos – 3 hs (Dra. Patricia Risso)

·         Reología de alimentos sólidos y líquidos. Caracterización reológica. Modelos. Ejemplos.

·         Relaciones de las propiedades reológicas con la composición, con la estructura y con la textura de los alimentos. Aceptación por el consumidor.

 

3.5. Aplicaciones en Cosmetología y Tecnología Farmacéutica – 3 hs (Dra. Susana Lavaselli)

 

3.6. Hemorreología y Aplicaciones Clínicas – 6 hs (Dra Mabel D’Arrigo y Dra. Susana Pérez)

·         Hemorreología: definición y aspectos clínicos

·         Hemodinamia, factores que influyen en la viscosidad sanguínea

·         Hemorreología del sistema cardiovascular

·         Reología de fluidos corporales

·         Aplicación de la reología en el diagnóstico, tratamiento y entendimiento de las enfermedades

·         Determinación experimental de la viscosidad de la sangre y plasma.

 

 

Bibliografía específica

·         J. Ferguson y Z. Kemblowski. “Applied fluid rheology”. Elsevier Applied Science, 1991

·         F. Eirich. “Rheology. Theory and Applications”. Academia Press, 1960

·         Carlos Bregni “Reología”. Tecnología Farmacéutica, Universidad de Buenos Aires

·         H. De Notta  “Introducción a la Reología.”

·         Material publicado en revistas científicas específicas (Biorheology; Clinical Hemorheology and Microcirculation, etc.)

4 - Propuesta metodológica

La asignatura se desarrollará durante el primer cuatrimestre del año 2018 en 12 encuentros semanales de 5 horas de duración, cada uno de los cuales tendrá un carácter teórico-práctico.

 

Durante su desarrollo se articularán tres modalidades de trabajo en función de los propósitos planteados:

·         Presentación de los principales ejes conceptuales y enfoques teóricos de los problemas involucrados a cargo de los docentes.

·         Discusión y planificación de los distintos trabajos prácticos en grupos no mayores a 3 alumnos.  Análisis y discusión posterior de los resultados obtenido.

·         Desarrollo de actividades experimentales en laboratorio.

5 - Evaluación y acreditación

La aprobación de la Asignatura Electiva requerirá la presentación de un trabajo escrito individual cuyo tema será elegido por cada estudiante en función de su área de especialidad.

CRONOGRAMA TENTATIVO

Semana

Clases Teórico-prácticas

Trabajos Prácticos

Seminarios

15/04

Introducción a la Biorreología

Conceptos básicos: Estática de los fluidos

Consulta resolución de Problemas

22/04

Elasticidad, Movimiento Armónico Simple, Tensión superficial

TP Nº 1: Estática de los fluidos

TP Nº 2: Elasticidad. Determinación de elasticidad de distintos materiales

29/04

Conceptos básicos: dinámica de los fluidos, viscosidad.

TP Nº 3: Tensión superficial.

06/05

Consulta y entrega de informes

TP Nº 4: Teorema de Bernoulli. Aplicación a la medición de caudales.

TP Nº 5: Visualización de distintos efectos viscoelásticos

 

13/05

Modelos reológicos

Clasificación reológica de los materiales

1er Seminario

20/05

Instrumentos de medición

Viscoelasticidad Dinámica

TP Nº 6: Viscosimetría por el método de Stocks

TP Nº 7: Viscosimetría por el método de Ostwald

 

27/05

Consulta y entrega de informes

2º Seminario

03/06

Aplicaciones en Cosmetología y Tecnología Farmacéutica

1era parte

Dra. Susana Lavaselli

TP Nº 9: Viscosimetría determinada con viscosímetro rotacional cilindros coaxiales. Influencia de la temp y de SR sobre las determinaciones de viscosidad

06/06

Aplicaciones en Cosmetología y Tecnología Farmacéutica

2da parte

Dra. Susana Lavaselli

TP Nº 8: Viscosimetría determinada con viscosímetro rotacional cono/plato. Suspensiones de proteínas alimenticias

10/06

Aplicaciones en Tecnología de Alimentos

Dra. Patricia Risso

TP Nº 10:   Fluidos estructurales: Agregación y desagregación de GR

17/06

Consulta y entrega de informes

24/06

Hemorreología y Aplicaciones Clínicas

Dra. Mabel D’Arrigo y Dra. Susana Pérez

Seminario Evaluativo

1ª parte

01/07

Reología de Polímeros y elastómeros

Profesores Liliana Bayas y Guillermo Rodríguez

 

Seminario Evaluativo

2ª parte