Fluidos No Newtonianos

1. UNIVERSIDAD CONTINENTAL FRANS GIANCARLO LIÑANJIMENEZ
Fluido no-newtoniano
Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad varía con la temperatura y presión, pero
no con la variación dv/dy.
Aunque el concepto de viscosidad se usa habitualmente para caracterizar un material, puede
resultar inadecuado para describir el comportamiento mecánico de algunas sustancias, en
concreto, los fluidos no newtonianos. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor mediante
otras propiedades reológicas, propiedades que tienen que ver con la relación entre el
esfuerzo y los tensores de tensiones bajo diferentes condiciones de flujo, tales como
condiciones de esfuerzo cortante oscilatorio.
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.
Dentro de los principales tipos de fluidos no newtonianos se incluyen los siguientes:
Tipo de fluido Comportamiento Características Ejemplos
Plásticos Plástico perfecto
La aplicación de una
deformación no conlleva un
esfuerzo de resistencia en
sentido contrario
Metales dúctiles una
vez superado el
límite elástico

2. Plástico de
Bingham
Relación lineal, o no lineal en
algunos casos, entre el esfuerzo
cortante y el gradiente de
deformación una vez se ha
superado un determinado valor
del esfuerzo cortante
Barro, algunos
coloidesLimite
seudoplastico
Fluidos que se comportan como
seudoplásticos a partir de un
determinado valor del esfuerzo
cortante
Limite dilatante
Fluidos que se comportan como
dilatantes a partir de un
determinado valor del esfuerzo
cortante
Fluidos que
siguen la Ley de
la Potencia
seudoplástico
La viscosidad aparente se
reduce con el gradiente del
esfuerzo cortante
Algunos coloides,
arcilla, leche,
gelatina, sangre.
Dilatante
La viscodidad aparente se
incrementa con el gradiente del
esfuerzo cortante
Soluciones
concentradas de
azúcar en agua,
suspensiones de
almidón de maíz o
de arroz.
Fluidos
Viscoelásticos
Material de
Maxwell
Combinación lineal "serie" de
efectos elásticos y viscosos
Metales, Materiales
compuestos
Fluido Oldroyd-B
Combinación lineal de
comportamiento como fludio
Newtoniano y como material de
Maxwel
Betún, Masa
panadera, nailon,
Plastilina

3. Material de
Kelvin
Combinación lineal "paralela"
de efectos elásticos y viscosos
Plástico
Estos materiales siempre
vuelven a un estado de reposo
predefinido
Fluidos cuya
viscosidad
depende del
tiempo
Reopéctico
La viscosidad aparente se
incrementa con la duración del
esfuerzo aplicado
Algunos lubricantes
Tixotrópico
La viscosidad aparente decrece
con la duración de esfuezo
aplicado
Algunas variedades
de mieles, kétchup,
algunas pinturas
antigoteo.