REOLOGIA
Ciencia que estudia el flujo y la deformación de la materia. Esta describe la interrelación entre fuerza, deformación y tiempo.

˜ Bioreología: ciencia concerniente con la deformación y flujo en sistemas biológicos. ˜ Hemoreología: comprende la reología de la sangre y los vasos sanguíneos.

CLASIFICACION DE LOS FLUIDOS

Fluidos Newtonianos
Fluidos no Newtonianos


Plástico Bingham

yx

Seudoplástico

Fluido Newtoniano Dilatante

- dVx/dy


Fluidos Newtonianos
- Existe una relación lineal entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad. Obedecen la ley de Newton

dV x  yx    dy
- La magnitud del gradiente de velocidad no tiene efecto sobre la magnitud de la viscosidad.
- La viscosidad es función exclusivamente de la condición del fluido (en particular de su temperatura). - Ejemplos: agua, gasolina, alcohol, benceno, glicerina


Fluidos no Newtonianos
- No existe una relación lineal entre el esfuerzo de corte y el gradiente de velocidad, no obedecen la ley de Newton. - La viscosidad depende tanto del gradiente de velocidad como de la condición del fluido (principalmente de su temperatura). - Se clasifican con respecto a su comportamiento en el tiempo de aplicación del esfuerzo cortante, así: Fluidos no newtonianos independientes del tiempo: Tienen una viscosidad a cualquier esfuerzo de corte que no varía con el tiempo de aplicación de dicho esfuerzo. Fluidos no newtonianos dependientes del tiempo: Su viscosidad aparente varía con el tiempo de aplicación del esfuerzo cortante, así como con el gradiente de velocidad y la temperatura.


Fluidos no newtonianosindependientes del tiempo de aplicación del esfuerzo cortante
 Seudoplásticos (Fluidos de esfuerzo adelgazante: shear
thinnig fluid) - La curva inicia abruptamente, lo que indica una alta viscosidad aparente, luego la pendiente disminuye al aumentar el gradiente de velocidad. - Ejemplos: suspensiones acuosas de arcillas, melazas, pulpa de papel.

 Dilatantes (Fluidos de esfuerzo espesante: shear thickening
fluid) - La curva empieza con una pendiente baja, lo que indica una baja viscosidad aparente, luego la pendiente aumenta al incrementar el gradiente de velocidad. - Ejemplos: dióxido de titanio, mantequilla de maní, arena de playa.


 Plásticos Bingham - Requieren el desarrollo de un nivel significativo de tensión de corte antes de que empiece el flujo. Cuando empieza el flujo se tiene una curva lineal, lo cual indica una viscosidad aparente constante. - Ejemplos: chocolate, mostaza, crema dental, mayonesa.


Fluidos no newtonianos dependientes del tiempo de aplicación del esfuerzo cortante
 Tixotrópicos
- La viscosidad aparente decrece con el tiempo de aplicación del esfuerzo de corte, para recuperar su estructura el fluido debe reposar un cierto tiempo que será específico para cada fluido. - Ejemplos: algunos aceites de petróleo crudo, tinta de impresión, el nailón, algunas jaleas.

 Reopécticos
- La viscosidad aparente aumenta con el tiempo de aplicación del esfuerzo de corte. Para estos la estructura del fluido no se recobrará completamente a menos que sea sometido a un pequeño esfuerzo de corte. - Ejemplos: pasta de yeso.


Fluidos Viscoelásticos
- Los materiales en los que la viscosidad yelasticidad son influyentes en un rango específico de esfuerzo y deformación se denominan viscoelásticos. En otros términos, un material viscoelástico es el que se comporta como un fluido de alta viscosidad y un sólido de baja elasticidad. - Las propiedades elásticas, les permite a este tipo de fluidos volver a su posición inicial después de la deformación que ocurre durante su flujo.

- Ejemplos: ácido hialurónico, goma xantana, fluidos corporales (sangre, líquido sinovial, líquido cefalorraquídeo) y otras estructuras como músculo líso y cardiaco, y proteínas.


Comportamiento de algunos biofluidos
 SANGRE Experimentos han mostrado lo siguiente
Suero (plasma sin fibrinógeno): Fluido newtoniano Plasma (suero más fibrinógeno): Fluido newtoniano

Sangre entera (plasma, eritrocitos, leucocitos, etc):
-Fluido newtoniano: en vasos sanguíneos de diámetro donde la velocidad de corte es superior a los 100s-1. grande

- Fluido no newtoniano: en pequeñas arterias y capilares donde la velocidad de corte es muy baja.


- Explicación al comportamiento no newtoniano de la sangre: los eritrocitos con las moléculas de fibrinógeno adhiriéndose a su superficie, tienden a pegarse formando una especie de rollos “rouleaux”. - El comportamiento no newtoniano exhibido por la sangre entera es una combinación de características del fluido Bingham y seudoplástico. - La relación entre el esfuerzo y la velocidad de corte para la sangrepuede ser descrita por la siguiente ecuación empírica conocida como la Ecuación de Casson

 rz   o  S 

dVz dr

o

: representa el hecho que una fuerza mínima debe ser aplicada ala sangre estancada antes de que esta fluya. Para sangre normal a 37°C: o=0.04 dinas/cm2

S: constante


Factores que afectan la viscosidad de la sangre
 Hematocrito
%H aumenta

μ aumenta

 Temperatura
T aumenta μ disminuye

 Velocidad: debido a las carácterísticas viscoelásticas


Efecto del Hematocrito en la viscosidad de la sangre
Diversas fórmulas empíricas reportan la relación entre el esfuerzo de corte y la concentración de hematocrito y fibrinógeno.

Ž r z  H  0.1CF  0.5
Donde: rz: esfuerzo de corte H: hematocrito, expresado como fracción. CF: contenido de fibrinógeno en g/100mL. Por debajo de una fracción de hematocrito de 0.1, el esfuerzo de corte es despreciable.


Características viscoelásticas de la sangre
- La sangre no es un líquido en el sentido ordinario, es un fluido con suspensión de células elásticas. - La viscoelasticidad de la sangre es atribuible en gran parte a la elasticidad de los glóbulos rojos, que ocupan aproximadamente la mitad del volumen. - En conjunto, la viscosidad y la elasticidad determinan la presión necesaria para producir el flujo sanguíneo.


Región 1: Bajo cizallamiento
Las células están en grandes agregados y como el gradiente de velocidad aumenta, el tamaño de los agregados disminuye.

Región 2: Mediano cizallamiento
Las células están desagregadas y las fuerzas aplicadas están obligando a las células a orientarse. Dado que la velocidad de cizalla aumenta, las fuerzas deforman las células.

Región 3: Alto cizallamiento
Los glóbulos rojos están fuertemente alineados para formar las capas que se deslizan sobre las capas adyacentes deplasma.


- Cuando la sangre fluye por vasos pequeños, por ejemplo, a nivel de los capilares, cuyo diámetro es igual o incluso menor que el de los eritrocitos, el flujo no es homogéneo; las células pasan una a una, mientras el plasma fluye entre uno y otro componente celular. En este caso se consideran dos fases: una sólida, dada por las células sanguíneas, y otra líquida, dada por el plasma. - Cuando la sangre fluye por vasos sanguíneos amplios, aunque conserva características de no homogeneidad, porque las células se concentran en el centro de flujo y el plasma fluye por la periferia, al hacer un análisis seccional se puede simplificar el comportamiento como si fuera un fluido uniforme.


SALIVA
- Fluido viscoelástico - La saliva humana posee diversas propiedades, entre las que se encuentran alta viscosidad, baja solubilidad, elasticidad y adhesividad. - La saliva debe sus propiedades reológicas, en gran parte, a la proporción de mucinas (glicoproteínas de elevado peso molecular), segregadas por las glándulas sublingual, submandibular y palatinas.


LÍQUIDO SINOVIAL
- Fluido viscoso y claro que se encuentra en las articulaciones, en condiciones normales es uniforme e isotrópico. Reduce la fricción

entre los cartílagos y otros tejidos en las articulaciones para lubricarlas y acolcharlas durante el movimiento.
- Fluido viscoelástico. - La viscosidad refleja la concentración y el grado de polimerización del ácido hialurónico (AH) que es su principal componente. La elasticidad es mayor cuanto más elevadas sean la concentración, el peso molecular, y la longitud de las cadenas poliméricas de AH.