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Vibraciones de un fluido no newtoniano

La harina de maíz con agua se comporta como un fluido no newtoniano, es decir, su viscosidad varía según la tensión a la que se somete. Pero esa tensión no tiene por qué venir siempre de una fuerza física, como la presión de una mano.

Un fluido no newtoniano es uno de los elementos más curiosos y asequibles para obtener con un experimento casero.

Qué necesitamos

Para llevarlo a cabo tendremos que tener un altavoz, cuanto más potente, mejor, agua, un poco de harina, un recipiente y papel de film.

El proceso

Lo primero que hay que hacer es echar la harina en el vaso y después agua. Lo mezclamos convenientemente hasta que quede una pasta. Después ponemos papel de film sobre el altavoz, cubriéndolo convenientemente para que no haya riesgo de que se salga la mezcla. Añadimos el fluido sobre el altavoz y ponemos música y este comienza a comportarse como un fluido no newtoniano.

Pero, ¿qué ha pasado? 

La harina de maíz con agua se comporta como un fluido no newtoniano (una de las propiedades del agua dependiendo de su densidad), es decir, su viscosidad varía según la tensión a la que se somete. Cuando la mezcla es golpeada por el altavoz, se comporta como un sólido y cuando no, como un líquido. Esto se debe a la tensión a la que es sometido el fluido. En estado sólido, las ondas de sonido intentan cruzar el papel film y la harina de maíz. Al no poder, estas quedan atrapadas creando diferentes formas según la longitud de onda.

También puedes llevar a cabo el experimento de la fuerza de la harina, que tiene que ver con el fluido no newtoniano, que se contrapone a los fluidos newtonianos, obviamente, que cuentan con una viscosidad constante en el tiempo. En ese caso, con agua y harina, podíamos hacer una 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.

Fluido no newtoriano

Los fluidos newtonianos y los no newtonianos.

Los fluidos se pueden clasificar en dos tipos dependiendo de la viscosidad como newtonianos y no newtonianos. La diferencia clave entre los ellos es que los los primeros tienen una viscosidad constante, mientras que los segundos tienen una viscosidad variable. Además, al considerar la velocidad de corte y el esfuerzo de corte, en los fluidos newtonianos, podemos observar una velocidad de corte cero en el esfuerzo cortante cero. ¿Qué significa esto? Fundamentalmente, que la velocidad de corte es directamente proporcional al esfuerzo cortante. Sin embargo, los fluidos no newtonianos tienen una relación variable entre la velocidad de corte y el esfuerzo de corte.

Aunque la mayoría de los fluidos que conocemos son no newtonianos, el agua y el aire se consideran fluidos de la otra categoría en condiciones normales. Sin embargo, casi todas las sales, material polimérico fundido, sangre, pasta de dientes, pintura, almidón de maíz y muchas otras variedades son fluidos no newtonianos.

Ejemplos de tipo newtoniano

Como hemos comentado, la viscosidad de un fluido newtoniano permanece constante, sin importar la cantidad de cizallamiento aplicado para una temperatura constante. Estos fluidos tienen una relación lineal entre la viscosidad y el esfuerzo cortante. Ejemplos: Agua Aceite mineral Gasolina Alcohol

Ejemplos de tipo no newtoniano

Como ya hemos indicado a lo largo de este artículo, este tipo representan todo lo opuesto a los fluidos descritos en el apartado anterior. Cuando se aplica cizallamiento a este tipo de fluidos que estamos describiendo, la viscosidad del fluido cambia. El comportamiento del fluido se puede describir de cuatro formas.  Algunos ejemplos de fluido no newtoniano son la pintura, el pegamento, los cosméticos, entre otros muchos.