ESTUDIO DE LAS ALTERACIONES DEL FINGERING VISCOSO EN UNA CELDA DE HELE-SHAW MEDIANTE FARMACOS

CHARA OSVALDO; CATTONI DIEGO; DE PAOLI TOMÁS; HAGER ALFREDO

Tafí del Valle, Tucumán, Argentina

Congreso; Reunión Anual de la SAB; 2001

Sociedad Argentina de Biofísica (SAB)

En este trabajo se estudió la influencia que algunos fármacos pudiesen tener sobre el comportamiento hidrodinámico que manifieste una interfase entre dos fluidos. En las postrimerías del siglo diecinueve el ingeniero inglés Henry Hele-Shaw inventó un dispositivo que permitía observar el transcurrir de un fluido, reduciendo la dimensionalidad de la geometría en donde éste estaba alojado. A mediados del siglo pasado, el físico británico Sir Geoffrey Taylor investigó en ese mismo dispositivo lo que ocurría con una interfase conformada entre dos fluidos que eran empujados uno contra el otro. Cuando el fluido que empujaba poseía menor viscosidad que el que era empujado se producían inestabilidades en la interfase entre estos. Dichas inestabilidades podían amplificarse formando estructuras que se denominaron dedos viscosos (fingering viscoso). El dispositivo del que hablamos se denomina celda de Hele-Shaw y consta de dos placas cuadradas planas de vidrio transparente, separadas por films alojados perimetralmente y sujetadas por pinzas de manera de generar un espesor homogéneo. Estas placas se hayan a cierta distancia de una lámpara inferior y un dispersor que logra una iluminación homogénea. La placa superior posee un orificio central comunicado por un catéter con una jeringa que está unida a una bomba impulsora que trabaja a caudal constante. El espesor entre las placas, por donde circularan los fluidos se halla comunicado con la atmósfera por los espacios entre los films. Sobre la celda de Hele-Shaw se haya una video filmadora que recopila las imágenes que posteriormente son digitalizadas y analizadas. En la celda de Hele-Shaw se inyectó un líquido 1 y, a continuación, se inyectó un líquido 2. Se probaron varios sistemas binarios y se escogió finalmente la combinación líquido 1- líquido 2: glicerina - solución acuosa. La solución acuosa contenía un colorante para evidenciar el contraste entre los fluidos. Como ha sido descripto, cuando el primer líquido inyectado fue aquel cuyo coeficiente de viscosidad era menor que el del segundo, se observó una interfase prácticamente elipsoidal. Consistentemente con la literatura, cuando el primer líquido inyectado fue más viscoso que el segundo se observó la presencia de inestabilidades en la interfase (inestabilidades de Saffman-Taylor), las cuales, con el transcurso del experimento generaron fingering viscoso. Dichos dedos conformaron patrones que fueron caracterizados geométrica y cinemáticamente. Se midieron las longitudes de onda (l ) de los dedos en la interfase a distintos tiempos (t). Se estudió la dependencia de estas con el caudal (Q) empleado. El reemplazo de la solución acuosa como líquido 2 por soluciones acuosas de diferentes fármacos en distintas concentraciones (C) mostró en algunos casos alteraciones en el patrón de fingering viscoso. Se estudió la variación de las dependencias l = f (t) a un caudal fijo y l = f (Q) a un tiempo fijo entre las soluciones con y sin fármacos. Con la intención de interpretar los resultados obtenidos se midió una serie de constantes físicas. Se obtuvo el coeficiente de viscosidad tanto de la glicerina como de las soluciones acuosas mediante viscosímetros de Ostwald y viscosímetros rotacionales. Se extrajo, además, el coeficiente de tensión superficial de las mismas soluciones mediante un tensiómetro de Lecompte Nouy. Finalmente se midió el coeficiente de densidad de las mismas soluciones mediante picnometría. Se comprobó que la celda de Hele-Shaw, a través del análisis del fingering viscoso, demostró ser un sistema sensible para caracterizar cualitativamente la presencia de algunos fármacos en un determinado rango de concentraciones.