Fluidos no newtonianos

Un fluido newtoniano es una sustancia homogénea que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una 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.

Este tipo de fluidos se comportan como fluidos newtonianos cuando la tensión o fuerza aplicada es pequeña. Sin embargo, si sobre ellos se aplica una tensión intensa en un corto espacio de tiempo, el material se estresa, aumentando su viscosidad proporcionalmente a dicha solicitud.

Otro tipo de fluidos no newtonianos son: algunos tipos de barros como los de arcilla, algunas variedades de mieles, algunos metales (en su estado fundido), algunos plásticos como la plastelina, el cemento o yeso con agua...

Material necesario

• Maicena: es harina refinada de maíz o almidón de maíz.
• Agua
• Recipiente, preferiblemente de plástico

Instrucciones

Mezcla muy bien la maicena con agua de una forma gradual para que no se formen grumos. La cantidad de material empleado depende la cantidad que quieras conseguir. Debe tener una densidad suficiente, es decir, que tenga una cierta viscosidad para que sea más aparente el experimento. Si lo dejas un tiempo, verás como la maicena precipita (se va al fondo). No olvides limpiarlo todo con abundante agua.

(Fuente)

Otra forma de explicarlo

Muchos hemos reparado en que si se mezcla un poco de harina de maíz con agua aparece una papilla con una extraña propiedad. En efecto, si se la agita lentamente se comporta como una líquido cualquiera, pero a medida que la agitación se torna más rápida aquella, como por arte de magia, se espesa y acaba haciéndose dura como una piedra… Hasta que disminuye la rapidez con que se agita. Entonces volvemos a tener un líquido normal.

¿Por qué?

Con una lupa de suficientes aumentos veríamos que, a diferencia de lo que ocurre cuando echamos sal en agua, la harina no se disuelve en el agua sino que forma lo que se llama una suspensión. Aparecen unos pequeños gránulos rodeados por una capa de agua, cuya tensión superficial impide que se mojen.

¿Qué ocurre cuando agitamos esta suspensión?

Bien, existen varias explicaciones.

1. Una es que la capa de agua que rodea a los gránulos actúa como una especie de cojín que lubrica completamente a los gránulos permitiéndoles un movimiento libre. Pero, al agitar con rapidez la suspensión, es como si se estrujase una esponja: el agua se expulsa de los espacios intergranulares, con lo que aumenta la fricción entre ellos, tanto más cuanto más brusco es el movimiento.
2. Existe otra explicación basada en la estructura molecular de la harina de maíz. Básicamente, ésta está formada por almidón, que es una sustancia formada por moléculas que parecen como una larga cadena (a eso se le llama polímeros). Se supone que al agitar rápidamente la suspensión esas cadenas se enmarañan lo que dificulta que las moléculas se deslicen entre sí. No obstante, esta explicación resulta poco convincente por varios motivos: ¿qué evita enmarañarse a las moléculas cuando la agitación es lenta?, ¿por qué no se rompen las moléculas cuando la agitación es rápida? Por otro lado, se sabe que cuando aparece la suspensión de harina en agua el almidón no se separa en moléculas sino que forma gránulos comparativamente grandes casi totalmente esféricos. Además, puede advertirse que la mezcla de arena de playa y agua se comporta casi igual que la de harina en agua, aunque las moléculas de arena no son polímeros.
3. Una tercera explicación implica a la electricidad estática. Cuando las partículas de almidón se rozan entre sí se cargan y se atraen. Cuanto más se rozan más se cargan, la atracción es mayor y con ello aumenta la viscosidad.

Tal vez el argumento más convincente es que la suspensión de harina de maíz en agua es monodispersa. Es decir, los gránulos de almidón tienen todos el mismo tamaño. Pero a medida que se hace más rápida la agitación crece el drenaje del agua intersticial, provocando así la polidispersión (es decir, diversificando el tamaño de los gránulos) lo que facilita que las partículas puedan empaquetarse mucho más densamente y, en consecuencia, aumentado la viscosidad del fluido.

Por cierto, esta curiosa propiedad se denomina antitixotropía (o tixotropía negativa).

(Fuente)

Así nos pusimos... 

y nos pillaron "con las manos en la masa"... 

la masa de un fluido no newtoniano!

El líquido que quiere ser sólido