 TOPICOS ESPECIALES II: SISTEMAS DISPERSOS. PROPIEDADES, FORMULACION Y MANEJO Prof. María Isabel Briceño
Material
del curso
Charlas:
Instrucciones para la elaboración del proyecto: El proyecto consiste en investigar sobre
algún
material que sea un sistema disperso. Dicho material puede ser un
producto terminado, o puede ser la base o componente de un producto o
proceso. El
proyecto es para dos estudiantes.
Se requiere un resumen de dos a tres páginas y una presentación de 15 min. No olvide de incluir las referencias en el resumen. La presentación y el resumen deben contener una descripción del sistemas disperso (por qué es un sistema disperso; para qué sirve); la forma en que se manufactura (ingredientes, procedimiento de mezclado) y sus propiedades (estabilidad, comportamiento reológico). Se recomienda la selección de algún producto o material que ustedes mismos puedan preparar en casa para mostrarlo en clase. |
 Programación
actividades:
Clases y evaluaciones:
Temas a evaluar en los exámenes:
NOTA: Los dos parciales representan el 85 % de la calificación final y el proyecto es el restante 15 %. |
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El
objetivo
del curso es introducir al estudiante en un área de conocimiento
que,
aún no siendo parte del eje principal programático de la
carrera de
Ingeniería Química, no por ello deja de ser importante.
De hecho, la
Ingeniería Química está actualmente desplazando su
enfoque hacia la
formulación, manufactura y manejo de todo tipo de materiales
complejos
(“composites”), los cuales se caracterizan por la presencia de varias
fases cuya interacción concede propiedades especiales a dichos
materiales. El objetivo de este curso son los fluidos complejos o
sistemas dispersos tales como las emulsiones, espumas y suspensiones.
Los sistemas dispersos se encuentran en una gran diversidad de
aplicaciones, en especial en la industria petrolera, o como productos
terminados en la industria farmacéutica, de alimentos, productos
veterinarios y cosméticos, entre otros.
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CONTENIDO
En
el primer capítulo se define lo que es un sistema disperso y los
diferentes ejemplos que pueden encontrarse: mayonesa, pasta de diente,
pinturas, recubrimientos, cementos, antibióticos orales, fluidos
de perforación, etc. Se hace también una
introducción breve sobre las propiedades de estos sistemas,
tales como el tamaño de partícula, estabilidad y
comportamiento reológico.
En el segundo capítulo se estudian los fenómenos que, a nivel microscópico, imparten las características y propiedades a estos materiales. Se habla entonces de los tipos de interfases que componen estos sistemas, la forma como se estabilizan dichas interfases y como estas interfases, y aditivos tales como los surfactantes, partículas y polímeros, interactúan para otorgar las propiedades del sistema: adsorción, tensión interfacial, ángulo de contacto y mojabilidad, sedimentación, drenaje, coagulación, coalescencia, floculación, etc.
En el tercer capítulo se estudian las propiedades de los sistemas dispersos en mayor detalle tales como la estabilidad y el comportamiento reológico. Se hace énfasis en el tamaño de partícula y distribución del tamaño de partícula y las formas de medir dicha propiedad, así como los métodos matemáticos para calcular parámetros estadísticos (mediana, media volumétrica, área específica, etc.). Luego se habla sobre el comportamiento reológico de los sistemas dispersos, previa una introducción sobre conceptos básicos de Reología y fluidos no-Newtonianos. Se mencionarán también otras propiedades tales como la estabilidad.
El cuarto capítulo versa sobre las formas de preparación de los sistemas dispersos, haciéndose mayor énfasis en el mezclado líquido-líquido, ya sea en tanque agitado o en mezcladores en línea.
Para finalizar, en el quinto capítulo se resumen y refuerzan las ideas y conceptos del curso mediante el análisis de varios casos de estudio, a saber, los lodos de perforación, la pasta de diente, las emulsiones de crudo pesado, los helados y las cremas cosméticas.
En el segundo capítulo se estudian los fenómenos que, a nivel microscópico, imparten las características y propiedades a estos materiales. Se habla entonces de los tipos de interfases que componen estos sistemas, la forma como se estabilizan dichas interfases y como estas interfases, y aditivos tales como los surfactantes, partículas y polímeros, interactúan para otorgar las propiedades del sistema: adsorción, tensión interfacial, ángulo de contacto y mojabilidad, sedimentación, drenaje, coagulación, coalescencia, floculación, etc.
En el tercer capítulo se estudian las propiedades de los sistemas dispersos en mayor detalle tales como la estabilidad y el comportamiento reológico. Se hace énfasis en el tamaño de partícula y distribución del tamaño de partícula y las formas de medir dicha propiedad, así como los métodos matemáticos para calcular parámetros estadísticos (mediana, media volumétrica, área específica, etc.). Luego se habla sobre el comportamiento reológico de los sistemas dispersos, previa una introducción sobre conceptos básicos de Reología y fluidos no-Newtonianos. Se mencionarán también otras propiedades tales como la estabilidad.
El cuarto capítulo versa sobre las formas de preparación de los sistemas dispersos, haciéndose mayor énfasis en el mezclado líquido-líquido, ya sea en tanque agitado o en mezcladores en línea.
Para finalizar, en el quinto capítulo se resumen y refuerzan las ideas y conceptos del curso mediante el análisis de varios casos de estudio, a saber, los lodos de perforación, la pasta de diente, las emulsiones de crudo pesado, los helados y las cremas cosméticas.