Fluidos no newtonianos

La reologia es la ciencia que estudia el flujo y la deformación de la materia, teniendo en cuenta

propiedades tales como elasticidad, viscosidad y plasticidad. De acuerdo con su

comportamiento reologico, los fluidos pueden clasificarse en newtonianos y no newtonianos

Un fluido newtoniano es una sustancia homogénea que se deforma continuamente en el

tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión, independientemente de la magnitud de

ésta. En otras palabras, es una sustancia que debido a su poca cohesión intermolecular, carece

de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. Los líquidos son fluidos.

Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad (resistencia a fluir) varía con el gradiente de

tensión que se le aplica, es decir, se deforma en la dirección de la fuerza aplicada. Como

resultado, un fluido no-newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a

diferencia de un fluido newtoniano.

Un ejemplo barato y no tóxico de fluido no newtoniano puede hacerse fácilmente añadiendo

almidón de maíz en una taza de agua. Se añade el almidón en pequeñas proporciones y se

revuelve lentamente. Cuando la suspensión se acerca a la concentración crítica es cuando las

propiedades de este fluido no newtoniano se hacen evidentes. La aplicación de una fuerza con

la cucharilla hace que el fluido se comporte de forma más parecida a un sólido que a un líquido.

Si se deja en reposo recupera su comportamiento como líquido. Se investiga con este tipo de

fluidos para la fabricación de chalecos antibalas, debido a su capacidad para absorber la energía

del impacto de un proyectil a alta velocidad, pero permaneciendo flexibles si el impacto se

produce a baja velocidad.

Un ejemplo familiar de un fluido con el comportamiento contrario es la pintura. Se desea que

fluya fácilmente cuando se aplica con el pincel y se le aplica una presión, pero una vez

depositada sobre el lienzo se desea que no gotee.

Dependientes del tiempo

Un fluido tixotrópico es un fluido que tarda un tiempo finito en alcanzar una viscosidad de

equilibrio cuando hay un cambio instantáneo en el ritmo de cizalla. Sin embargo no existe una

definición universal; el término a veces se aplica a los fluidos pseudoplásticos que no muestran

una relación viscosidad/tiempo. Es importante tener en cuenta la diferencia entre un fluido

tixotrópico y otro pseudoplástico. El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo

largo del tiempo a una velocidad de corte constante, mientras que el último muestra esta

disminución al aumentar la velocidad de corte.

reopecticos; aquí la viscosidad aumenta a medida que transcurre el tiempo a velocidad de corte

constante, como por ejemplo se observa en la clara de huevo y la crema batida.

Principio del Viscosimetro de Brookfield

Es un viscosimetro rotacional, provisto de dos tipos de rotores, cilíndricos y en forma de

disco. El rotor que se sumerge en el fluido en estudio esta acoplado por medio de un

resorte calibrado a un motor de velocidad variable. Cuando el rotor gira la deformación

del resorte es proporcional al torque necesario para vencer la fuerza de resistencia viscosa,

indicándose en un visor digital el valor de la deformación que es proporcional a la viscosidad del

fluido.

Cuando el rotor es cilíndrico es posible deducir que el esfuerzo de corte τ es proporcional al

torque leído M por medio de la siguiente expresión:

τ = M/*2 π L (Rb)^2+

Donde Rb y L dependen del rotor.

Para los rotores en forma de disco la deducción no es sencilla pero es valido considerar

que τ es proporcional a M y que la velocidad de deformación (-dνx/dy) es proporcional

a la velocidad angular ω.

Las medidas hechas con igual rotor a distintas velocidades permitirán obtener el

comportamiento reologico del sistema.