Modelo Reológico Elástico para Geles de Gelatina con Deformaciones Finitas (Parte 1)

MARIEL OTTONE; MARTA PEIROTTI; JULIO DEIBER

Olavarría

Congreso; XXV Congreso Argentino de Química; 2004

Asociación Argentina de Ingeniería Química

La mayoría de los trabajos previos reportados en la literatura que estudian la caracterización reológica de geles de gelatina, usan el marco conceptual de la elasticidad lineal, la cual es válida solamente para deformaciones pequeñas. No obstante, los geles de gelatina presentan fenómenos importantes cuando están sometidos a deformaciones finitas, entre los cuales se pueden mencionar el incremento de resistencia no lineal a la deformación (?strain hardening?) y la falla por rotura a una deformación crítica. En el comportamiento denominado ?strain hardening? la tensión en el material aumenta con la deformación más rápido que en el caso de un sólido Hookeano ideal. Ambos fenómenos se pueden observar a través de la curva experimental de la tensión de corte en función de la deformación de corte aplicada al material (ver Bot et al., 1996, Groot et al., 1996). Usando datos experimentales estos autores demostraron que el modelo constitutivo puramente elástico BST (Blatz et al.,1974) es apropiado para describir la respuesta reológica no lineal de geles de gelatina. No obstante, para establecer la validez del modelo constitutivo, es necesario que el mismo sea capaz de describir datos experimentales provenientes de cualquier historia de deformación. En este sentido, los parámetros de ajuste del modelo BST (es decir el módulo de corte G y el parámetro de elasticidad n) deben ser los mismos para ensayos reométricos distintos. Esta condición se satisface solo aproximadamente con el modelo BST cuando se analizan los ensayos de corte y compresión simple para distintas condiciones experimentales tales como, diferentes concentraciones de gelatina, distintos tiempos de maduración y diferentes blooms de las muestras, lo cual puede apreciarse en publicaciones previas (Bot et al., 1996, Groot et al., 1996).  En este contexto, la finalidad del presente trabajo es estudiar el gel de gelatina con un modelo reológico elástico propuesto por Drozdov (1998), el cual se modifica aquí en relación al tipo de la función densidad de energía que se usa para describir la red macromolecular permanente. El objetivo central es precisamente cuantificar la respuesta mecánica del gel de gelatina cuando se lo somete a deformaciones de corte y compresión simple, y en particular, predecir la no linealidad de la curva de tensión versus deformación, en forma paramétrica con la concentración, el tiempo de maduración y los distintos ?blooms? de las muestras.