Laboratorio de Reología y Física de la Matería Blanda

¡¡Bienvenidos al Laboratorio de Reología y Física de la Matería Blanda!!

La Reología es la ciencia que estudia la deformación y el flujo de los materiales. Aunque esta definición es muy general, la Reología estudia principalmente fluidos que están formados por macromoléculas o que tienen estructura y que se conocen con el nombre genérico de fluidos no newtonianos o fluidos complejos. Estos materiales tienen características intermedias entre los sólidos elásticos y los fluidos puramente viscosos, por lo que también se conocen como fluidos viscoelásticos. Dentro de este tipo de fluidos se encuentran las soluciones poliméricas, los polímeros fundidos, las suspensiones de partículas, los alimentos, los medicamentos, los recubrimientos, los fluidos y tejidos biológicos, y muchos otros más. Para ser concisos, la mayoría de los fluidos de importancia práctica son no newtonianos y los estudian la Reología y la Física de la Materia Blanda. Así, las aplicaciones de éstas son muy variadas. En cualquier proceso en el que intervengan fluidos, invariablemente se requerirá del conocimiento de sus propiedades reológicas. En el Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del Instituto Politécnico Nacional realizamos investigación básica y aplicada con diferentes fluidos no newtonianos.

BIENVENIDOS

Welcome to Laboratory of Rheology and Physics of Soft Matter

Rheology is the science of deformation and flow of materials. Despite that this definition is very generic, Rheology mainly studies fluids made up of macromolecules or having a structure, which are known as non-Newtonian or complex fluids. The behaviour of these materials lies in between that of elastic solids and purely viscous fluids, therefore, they are also called viscoelastic fluids. Within this sort of fluids are polymeric solutions, polymer melts, suspensions of particles, foods, medicines, coatings, biological fluids and tissues, and many more. In short, most of fluids of practical relevance are non-Newtonian in nature and Rheology and Physics of Soft Matter study them. Thus, their applications are very ample. In any process in which fluids are used, knowledge of their rheological properties is a must. At Laboratory of Rheology and Physics of Soft Matter of Escuela Superior de Física y Matemáticas of Instituto Politécnico Nacional, we carry out basic and applied research with different non-Newtonian fluids.

WELCOME

HISTORIA

El Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda de la Escuela Superior de Física y Matemáticas (ESFM), del Instituto Politécnico Nacional (IPN), se originó con el nombre de Laboratorio de Reología en julio de 1986 como una iniciativa de los Doctores en Ciencias Lourdes Angélica Vega Acosta Montalban (aka Lourdes de Vargas) y José Manuel Tejero Andrade. Al mismo tiempo, se abrieron las áreas de investigación y enseñanza en Reología y Polímeros dentro de la ESFM al ofrecerse cursos y tesis relativos a dichos temas en sus programas de licenciatura y posgrado. El Laboratorio de Reología fue dirigido por la Dra. Vega desde entonces y hasta su retiro del IPN en 2010. A partir de esa fecha, la operación del laboratorio ha corrido a cargo del Dr. José Pérez González, bajo cuya dirección se modificó su nombre por el actual, Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda.

PROYECTOS

Los proyectos que se desarrollan en el Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda cuentan con el financiamiento del Instituto Politécnico Nacional y del CONACYT. Las principales líneas de investigación se enlistan a continuación:

  • Fenómeno de deslizamiento en fluidos complejos

  • Inestabilidades de flujo en polímeros fundidos y en soluciones micelares

  • Flujo en bandas

  • Turbulencia elástica (Caos)

  • Electrificación de polímeros fundidos

  • Cinemática de flujo de fluidos complejos (Velocimetría por imágenes de partículas)

  • Flujo de materiales viscoplásticos

  • Procesamiento de polímeros sintéticos y de origen natural (almidones termoplásticos) y de nanocompositos

  • Propiedades reológicas de tejido conjuntivo (piel)-COLABORACION

  • Propiedades reológicas de lubricantes y tribología-COLABORACION

ACTIVIDADES

Laboratorio de Reología y Física de la Matería Blanda

En el Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda de la Escuela Superior de Física y Matemáticas del Instituto Politécnico Nacional se realiza investigación básica y aplicada con diferentes fluidos no newtonianos o fluidos complejos. Estos materiales tienen características intermedias entre las de los sólidos elásticos y las de los fluidos puramente viscosos, por lo que también se conocen como fluidos viscoelásticos.

El Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda cuenta con verdaderos especialistas en reología y equipo de caracterización reológica como reómetros rotacionales y de capilar con accesorios, un equipo de velocimetría por imágenes de partículas, un microscopio óptico, máquinas de pruebas mecánicas, así como con equipo de transformación de plásticos con accesorios para análisis en un amplio intervalo de temperaturas, presiones y razones de corte.

En el Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda de la Escuela Superior de Física y Matemáticas se dirigen tesis a nivel licenciatura y posgrado para estudiantes de ciencias e ingeniería en el área de reología y flujo de materia blanda. Los materiales que se estudian incluyen soluciones poliméricas y de tensoactivos, polímeros fundidos, suspensiones de partículas, geles y fluidos y tejidos biológicos entre otros. Al mismo tiempo, se tienen colaboraciones intra e interinstitucionales con investigadores de la ESIQIE-IPN, ESIME-IPN, CEPROBI-IPN, CINVESTAV-IPN, Universidad Autonoma Metropolitana-Iztapalapa, Instituto Nacional de Rehabilitación (INR) - Centro de Atención a Quemados y Stevens Institute of Technology ( USA).

Página web: https://www.esfm.ipn.mx/servicios-externos/reologia.html

INTEGRANTES

FUNDADORA Dra. Lourdes Vega Acosta Montalban

INVESTIGADOR Dr. José Pérez González

INVESTIGADORES ASOCIADOS

Dr. Benjamín M. Marín Santibañez (ESIQIE-IPN)

Dr. Francisco Rodríguez González (CEPROBI-IPN)

ESTUDIANTES

Licenciatura

Maestría

Karen García Morales

Blanca Esthela Peña López

Roberto Loredo Vargas

Doctorado

María Guadalupe Iniestra Galindo

Esteban Francisco Medina Bañuelos

EGRESADOS

Licenciatura

Leonor Pérez Trejo - 1995

Arturo F. Méndez Sánchez - 1996

María del Rosario López González - 2001

Víctor Garrido Cruz - 2001

Ana Cecilia García Franco - 2002

Víctor Hugo Rolón Garrido - 2002

Julio Cesar Espejel Romero - 2002

Benjamín Marcos Marín Santibañez - 2003

Francisco Rodríguez González - 2003

Rosaura Flores Suárez - 2003

Norma Bustos Cervantes – 2005

Emilio Velázquez Otero – 2007

Margarita Judith Ramírez Moreno – 2007

Sonia Soto Benítez – 2011

Juan Javier López Durán – 2013

Karen García Morales - 2017

José Arturo Barrera González – 2018

Eduardo Daniel Montejo Cano - 2018

Maestría

José Pérez González - 1992

Águila Hernández Jacinto - 1994

Javier de Jesús Romero Barenque -1995

Arturo F. Méndez Sánchez - 1998

Sergio Hernández Acosta - 1998

Leonor Pérez Trejo - 1999

Teresita de Jesús Guadarrama Medina - 2004

Benjamín Marcos Marín Santibáñez - 2004

Francisco Rodríguez González – 2004

Martha Elena García Ruiz – 2012

Francisco Ricardo Rangel Olivares – 2014

José Fabián Ortega Avila - 2015

Mariana Enelia Linares Avilés – 2015

Guillermo Gómez Herrera – 2015

Cesar Nadem Muñoz Lopéz – 2016

María Guadalupe Iniestra Galindo – 2016

Ruben Jesus Sobrevilla Carrillo - 2017

Esteban Francisco Medina Bañuelos – 2017

Enriqueta Galindo Gómez – 2017

Abraham Siles Guevara - 2019

Doctorado

José Pérez González - 1997

Arturo F. Méndez Sánchez - 2003

Leonor Pérez Trejo - 2005

Francisco Rodríguez González - 2010

Benjamín Marcos Marín Santibáñez – 2010

Gregorio Zacahua Tlacuatl – 2011

Jose Fabian Ortega Avila - 2018

PROYECTOS

Los proyectos que se desarrollan en el Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda cuentan con el financiamiento del Instituto Politécnico Nacional y del CONACYT. Las principales líneas de investigación se enlistan a continuación:

  • Fenómeno de deslizamiento en fluidos complejos

  • Inestabilidades de flujo en polímeros fundidos y en soluciones micelares

  • Flujo en bandas

  • Turbulencia elástica (Caos)

  • Electrificación de polímeros fundidos

  • Cinemática de flujo de fluidos complejos (Velocimetría por imágenes de partículas)

  • Flujo de materiales viscoplásticos

  • Procesamiento de polímeros sintéticos y de origen natural (almidones termoplásticos) y de nanocompositos

  • Propiedades reológicas de tejido conjuntivo (piel)-COLABORACION

  • Propiedades reológicas de lubricantes y tribología-COLABORACION

COLABORACIONES ACTUALES

Dr. Benjamín Marcos Marín Santibáñez ESIQIE-IPN, e-mail: bmarin@ipn.mx

Dr. Francisco Rodríguez González CEPROBI-IPN, e-mail: frrodriguez@ipn.mx

Prof. Dilhan Kalyon Stevens Institute of Technology, NJ, USA

Dr. Rodrigo Sánchez García Universidad Veracruzana

Dr. Edgar Krötzsch Laboratorio de Tejido Conjuntivo, CENIAQ, Instituto Nacional de Rehabilitación

M. C. Mario Chopin Doroteo Laboratorio de Tejido Conjuntivo, CENIAQ, Instituto Nacional de Rehabilitación

Dr. Gerardo Cabañas Moreno CINVESTAV-IPN

Dr. Leonardo Israel Farfán Cabrera Tecnológico de Monterrey (Campus Puebla)

Dr. Ezequiel Alberto Gallardo Hernández ESIME IPN

PUBLICACIONES

FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS

En el Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda se llevan a cabo actividades que se reflejan en la formación de recursos humanos. Las actividades que se realizan y las facilidades que ofrece el laboratorio permiten la realización del servicio social, así como el desarrollo de tesis en los diferentes niveles académicos (licenciatura, maestría y doctorado) y estancias posdoctorales y de investigación.

A continuación se enlistan los títulos y el nivel de las tesis desarrolladas:

FORMACIÓN DE RECURSOS HUMANOS

EQUIPO

Rheotens Göttfert

Reómetro de capilar de presión controlada para soluciones

Reómetro rotacional Paar Physica UDS 200 cono y plato

cilíndros concéntricos

placas paralelas

propelas (vane)

electroreología

Dispersión de luz de bajo ángulo (SALS)

Software de Análisis de patrones de dispersión de luz

Software para la determinación de la distribución de pesos moleculares de polímeros lineales.

Viscosímetro Brookfield de cono y plato (HB)

Reómetro rotacional Brookfield de cono y plato (LV)

Viscosímetro Brookfield de spindles (LV)

Microscopio óptico Nikon Eclipse LV100

Iluminación Diascópica y Episcópica

Objetivos: 5x, 10x, 20x, 50x, 100x, 20x con corrector de vidrio

Fluorescencia (azul y ultravioleta)

Microscopía DIC

Campo claro y obscuro

Polarimetría

Cámara CCD Nikon DXM 1200C (alta resolución, 12 megapíxeles)

Software de Adquisición y Análisis de Imágenes NIS Elements

[Equipo de Velocimetría por Imágenes de partículas (PIV) Dantec Dynamics]((https://www.esfm.ipn.mx/assets/files/esfm/img/reologia/piv-dantec.jpg)

Láseres pulsados 533 nm, 50 mJ

Cámara CCD HiSense MKII (1344 píxeles x 1024 píxeles)

Software Dynamic Studio

Dispositivos ópticos

SERVICIOS

El Laboratorio de Reología y Física de la Materia Blanda es un laboratorio de investigación básica. Sin embargo, debido a la relevancia práctica de la Reología, ocasionalmente se llevan a cabo actividades de apoyo al sector productivo como:

I.- Cursos

II.- Caracterización reológica de muestras

III.-. Asesorías

I.- Cursos

Ocasionalmente ofrecemos cursos teórico-prácticos. A partir de conceptos elementales se desarrolla el material que permite una comprensión del comportamiento viscoelástico de los fluidos. La medición de las propiedades reológicas es indispensable para apoyar los conocimientos que se presentan en el curso, por lo que se llevan a cabo prácticas con diferentes reómetros comerciales.

II.- Caracterización reológica de muestras

El equipo con el que contamos, nos permite realizar la caracterización de una gran variedad de materiales, desde soluciones y suspensiones hasta polímeros fundidos, pasando por alimentos, cosméticos , pinturas, medicamentos, etc.

Dentro de las pruebas reológicas que realizamos están:

• Determinación de curvas de flujo o reogramas en estado estacionario, esfuerzo vs rapidez de deformación a bajos y altos cortes.

• Determinación de parámetros utilizados para clasificar a los materiales según su comportamiento reológico (Ley de potencias, Carreau, fluidos de Bingham y Herschel-Bulkley, Casson, etc.).

• Determinación del esfuerzo de cedencia.

• Determinación de tiempos de relajación.

• Determinación del régimen viscoelástico lineal de los fluidos, G´, G´´, η*

• Pruebas de mezclado y degradación de polímeros (mezclador en batch y extrusión de doble husillo), preparación de master batch.

• Transformación de polímeros; extrusión de filamento, tubo, extrusión soplado de película, peletizado, calandreo, mediciones de hinchamiento (die swell).

• Detección de variaciones en estructura molecular vía mediciones de flujo extensional en polímeros fundidos.

III. Asesorías

Cada día son más las industrias que recurren a la búsqueda de orientación técnica que les permita tener una máxima eficiencia en su producción a través del mejor entendimiento de sus procesos. El conocimiento científico alcanzado en los últimos 20 años en el área de la reología, permite hacer a un lado, cada día un poco más, el procedimiento de prueba y error que ha sido el común denominador en la industria mexicana de la transformación del plástico entre otras. Las asesorías que proporcionamos le ayudarán a aumentar su productividad mediante el manejo básico o avanzado de los conceptos reológicos.

Para mayores informes sobre los cursos, pónganse en contacto con nosotros. También diseñamos pruebas dependiendo del tipo de material bajo estudio y el interés particular.

SITIOS DE INTERES

Contáctenos en:

Laboratorio de Reología y Física de la Matería Blanda ESFM-IPN, Unidad Profesional Adolfo López Mateos Edificio “Z”, Planta baja, ala norte C.P. 07300. México, D.F. México.

Teléfono: 52 57296000 exts. 55032 y 55324.

Correo electrónico: jpg@esfm.ipn.mx