Los experimentos con agua son nuestro fuerte, por supuesto, por si no había quedado claro. Sin embargo el de hoy el agua, más que el protagonista, se antoja como el catalizador para comprobar la fuerza de la harina. Por supuesto recomendamos realizarlo en la cocina y con agua a mano constantemente, ya que hay peligro de ensuciar.
¿Qué necesitamos para llevar a cabo el experimento?
Para llevar a cabo este experimento no necesitamos nada realmente especial (como suele suceder con el resto de los experimentos caseros que os presentamos). Es fácil, solo requerimos de harina fina de maíz, un tupper y una botella.
Para este experimento con agua primero echamos la harina en el tupper, hasta la mitad más o menos. Después vertimos el agua, en mucha menos cantidad que la harina. A continuación mezclamos con las manos hasta que se ponga un poco dura la mezcla y quede algo parecido a una masa espesa.
Pero, ¿qué ha pasado con la harina?
Cuando mezclamos harina de maíz con agua, creamos un fluido no newtoniano casero que no cuenta con un viscosidad definida. Según la tensión aplicada, notaremos que la masa es líquida o dura si utilizamos más o menos fuerza. Como comprobaréis, el tacto es de lo más curioso, y hasta podríamos decir que resulta algo indomable.
El fluido no newtoniano se contrapone a los fluidos newtonianos, obviamente, que cuentan con una viscosidad constante en el tiempo. Por ejemplo, su hiciéramos una bola con nuestra mano y luego quedara depositada sobre esta, veríamos que la bola se iría deshaciendo ya que no estamos aplicando fuerza sobre ella, a diferencia de cuando le dimos forma. O puedes introducir toda la mano en el recipiente aplicando fuerza, darle la vuelta y ver como no cae… hasta el momento que dejes de aplicarla.
Vamos a ahondar un poco más en qué se esconde detrás de este experimento con agua.
Fluidos Newtonianos
Algunos ejemplos de fluidos newtonianos incluyen agua, disolventes orgánicos u otros como la miel. Para esos fluidos, la viscosidad solo depende de la temperatura. Como resultado, si observamos una gráfica de esfuerzo cortante contra la velocidad de corte, podemos ver un aumento lineal en el esfuerzo con velocidades de corte crecientes. En ella la pendiente viene dadaa por la viscosidad del fluido. Esto significa que la viscosidad de los fluidos newtonianos permanecerá constante, sin importar la rapidez con que see ven obligados a fluir a través de una tubería o canal (es decir, la viscosidad es independiente de la velocidad de corte).
Fluidos No Newtonianos
En realidad, la mayoría de los fluidos no son newtonianos, lo que significa que su viscosidad depende de la velocidad de cizallamiento (adelgazamiento o espesamiento por cizallamiento) o del historial de deformaciones (fluidos tixotrópicos). A diferencia de los fluidos newtonianos, los fluidos no newtonianos muestran una relación no lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte. Estos fluidos tienen un límite elástico o una viscosidad que depende del tiempo o del historial de deformaciones.
El flujo de fluido depende en gran medida de la viscosidad de los fluidos. Por otro lado, cabe destacar que para un fluido no newtoniano, la viscosidad está determinada por las características de flujo. Para todos estos fluidos, la tasa de corte en las paredes (es decir, la pendiente del perfil de velocidad cerca de la pared) determinará la viscosidad.
La determinación de la viscosidad es clave para determinar si un fluido es newtoniano o no newtoniano y qué rango de velocidades de corte debe considerarse para una aplicación específica. Muchos viscosímetros en el mercado miden el índice de viscosidad, pero a menudo carecen de una caracterización adecuada de la velocidad de cizallamiento y la viscosidad absoluta o verdadera. La viscosidad absoluta es uno de los parámetros más importantes en el desarrollo y modelado de aplicaciones que involucran flujo de fluidos.