Introducción
Cuando se trata de materiales de juego sensoriales, la arena cinética y la masilla de juego ofrecen a los niños experiencias claramente diferentes, ambas fascinantes por derecho propio. Aunque a primera vista puedan parecer similares, su composición subyacente y su comportamiento físico revelan un mundo de diferencias.
La arena cinética es una dispersión de partículas de arena dentro de una cantidad de polímero (PDMS - polidimetilsiloxano) small, lo que le confiere un comportamiento fluido único sin perder la textura granular de la arena. Al agitarlo, se comporta casi como un líquido de movimiento lento, lo que permite a los niños moldearlo, trocearlo y desmenuzarlo con facilidad. Su composición se aproxima a la fracción máxima de empaquetamiento, lo que significa que las partículas de arena están densamente empaquetadas, con el aglutinante justo para permitir tanto el movimiento como la adhesión sin que se amontonen.
En cambio, la masilla de juego (también basada en PDMS) suele ser una dispersión de partículas de pigmento en un viscoelástico medium. Se estira, rebota e incluso puede romperse bajo una fuerza repentina. A diferencia de la arena cinética, la masilla de juego tiene una carga sólida mucho menor con partículas significativamente más pequeñas, lo que se traduce en un comportamiento más fluido y elástico.
Aunque tanto la arena cinética como la masilla de juego se clasifican como dispersiones, su formulación es muy diferente. Las pruebas reológicas explican las propiedades únicas de la arena cinética y la masilla de juego y su dependencia de cómo se manipulan.
Resultados de las pruebas y debate
La figura 1 muestra las curvas resultantes de un barrido de frecuencias realizado en masilla de juego.
Mientras que G' (módulo de cizallamiento elástico) describe las propiedades de tipo sólido del material, G" (módulo de cizallamiento viscoso) está relacionado con sus propiedades de tipo líquido. El ángulo de fase, δ, es el desfase entre la deformación oscilatoria aplicada y la tensión resultante. Se define como
El ángulo de fase varía entre 0° para un material elástico perfecto y 90° para uno viscoso perfecto.
A altas frecuencias, el módulo de cizalladura elástico es mayor que el módulo de cizalladura viscoso. Como resultado, para oscilaciones rápidas (asociadas a escalas de tiempo cortas o movimientos rápidos), el material muestra un comportamiento similar al de un sólido.
Se observa un Punto de cruceEn ensayos reológicos como un barrido de frecuencia o un barrido de tiempo/temperatura, el punto de cruce es un punto de referencia conveniente para indicar un punto de "transición" de la muestra. cruce entre G' y G" a 3 Hz, correspondiente a un ángulo de fase de 45°. A frecuencias más bajas, indicativas de movimientos más lentos, la masilla muestra un comportamiento fluido.
La figura 2 ilustra el comportamiento en función de la frecuencia del módulo de cizalladura elástico (G'), el módulo de cizalladura viscoso (G") y el ángulo de fase (δ) de la arena cinética. En todo el rango de frecuencias medido, el material muestra características predominantemente sólidas. Esto se pone de manifiesto por los valores de ángulo de fase sistemáticamente más bajos (por debajo de 45°) y el predominio de G' sobre G" en toda la medición.
Conclusión
Los barridos de frecuencia sirven para predecir el comportamiento de un material a corto o largo plazo. Las curvas obtenidas al probar la masilla de juego y la arena cinética pueden asociarse a las experiencias sensoriales de los individuos que las utilizan. La arena cinética permite construir formas o estructuras, que mantienen su forma. La masilla de juego fluye gradualmente y adopta la forma de su recipiente tras su uso.