1. Fluidos no newtonianos
El estado de la deformación y las características de flujo de las sustancias se denomina
reología (campo que estudia la viscosidad de los fluidos). Es importante saber si un fluido
es newtoniano o no newtoniano. A cualquier fluido que se comporte de acuerdo a la
siguiente ecuación se le llama fluido newtoniano:
La viscosidad n sólo es función de la condición del fluido, en particular de su temperatura.
La magnitud del gradiente de velocidad
no tiene ningún efecto sobre la magnitud n. A
los fluidos más comunes se les clasifica como newtonianos.
Por lo tanto un fluido que no se comporte de acuerdo a la ecuación anterior se le
denomina fluido no newtoniano. La viscosidad del fluido no newtoniano depende del
gradiente de velocidad, además de la condición del fluido.Este tipo de fluidos se
comportan como fluidos newtonianos cuando la tensión o fuerza aplicada es pequeña. Sin
embargo sobre ellos si se les aplica una tensión intensa en un corto espacio de tiempo, el
material se estresa, aumentando su viscosidad proporcionalmente a dicha solicitud.
De acuerdo al modelo anterior, en las regiones en que n disminuye al aumentar el
gradiente el comportamiento se denomina pseudoplástico; y dilatante en las que n
aumenta con dicho gradiente. Como se puede observar es más difícil provocar una
deformación en un dilatante que en un pseudoplástico, por lo tanto, en los
pseudoplásticos se ocupa poco esfuerzo cortante para tener mayor deformación. Si n
resulta independiente del gradiente de velocidad, el fluido se comportan como newtoniano
y entonces n= . (Más adelante se verá esta relación de forma más clara).

2. Debido a que los fluidos newtonianos tienen una relación lineal entre el esfuerzo cortante
y el gradiente de velocidad, la pendiente es constante y, por tanto, la viscosidad es
constante también. La pendiente de las curvas para los fluidos no newtonianos varía. Por
lo tanto la viscosidad cambia con el gradiente de velocidad
Aunque por el comportamiento también podemos encontrarlo así:
Además es importante clasificar los fluidos no newtonianos en independientes del tiempo
o dependientes del tiempo. Como su nombre lo dice, los fluidos independientes tienen una
viscosidad que no varía con el tiempo, a cualquier esfuerzo cortante dado. Sin embargo,
la viscosidad de los fluidos dependientes del tiempo cambia si varía éste.
El modelo del comportamiento de los fluidos dependientes del tiempo es:

3. Los que no dependen del tiempo:
Pseudoplásticos. La curva de dicho fluido comienza con mucha pendiente, lo cual indica
una viscosidad aparente elevada. Después, la pendiente disminuye con el incremento del
gradiente de velocidad. Ejemplos de estos fluidos son el plasma sanguíneo, polietileno
fundido, látex, almibares, adhesivos, melaza y tintas, arcilla leche y gelatina.
Fluidos dilatantes. La gráfica del esfuerzo cortante versus el gradiente de velocidad
queda por debajo de la línea recta para fluidos newtonianos. La curva comienza con poca
pendiente, lo que indica viscosidad aparente baja. Después, la pendiente se incrementa
conforme crece el gradiente de velocidad. Algunos ejemplos son el etilenglicol, almidón en
agua, el almidón de maíz.
Fluidos de Bingham. En ocasiones reciben el nombre de fluidos de inserción y requieren
la aplicación de un nivel significativo de esfuerzo cortante antes de que comience el flujo.
Una vez que el flujo se inicia, la pendiente de la curva es lineal, en esencia, lo que indica
una viscosidad aparente constante. Algunos ejemplos son el chocolate, salsa cátsup,
mostaza, mayonesa, pasta de dientes, pintura, asfalto, ciertas grasas y suspensiones de
agua y ceniza o fango del drenaje.
Los fluidos que dependen del tiempo son muy difíciles de analizar porque la viscosidad
aparente varia con el tiempo, así como con el gradiente de velocidad y la temperatura.
Ejemplos de fluidos que dependen del tiempo son ciertos petróleos crudos a temperaturas
bajas, tinta para impresoras, nylon, ciertas gelatinas, mezcla de harina y varias soluciones
de polímetros. Dichos fluidos son tixotrópicos. (La viscosidad aparente decrece con la
duración de esfuerzo aplicado).
Tixotrópicos. Se caracterizan por un cambio de su estructura interna al aplicar un
esfuerzo. Esto produce la rotura de las largas cadenas que forman sus moléculas. Dichos
fluidos, una vez aplicado un estado de cizallamiento (esfuerzo cortante), sólo pueden
recuperar su viscosidad inicial tras un tiempo de reposo. La viscosidad va disminuyendo al
aplicar una fuerza y acto seguido vuelve a aumentar al cesar dicha fuerza debido a la
reconstrucción de sus estructuras y al retraso que se produce para adaptarse al cambio.
Reopécticos. La viscosidad aparente se incrementa con la duración del esfuerzo
aplicado. Ósea que su viscosidad aumenta con el tiempo y con la velocidad de
deformación aplicada y presentan una histéresis inversa a estos últimos. Esto es debido a
que si se aplica una fuerza se produce una formación de enlaces intermoleculares
conllevando un aumento de la viscosidad, mientras que si cesa ésta se produce una
destrucción de los enlaces, dando lugar a una disminución de la viscosidad. Ejemplos de
estos son algunos lubricantes.

4. Otros más considerados dependientes del tiempo son:
Fluidos electrorreológicos. Están en desarrollo fluidos que poseen propiedades únicas,
controlables por medio de la aplicación de una corriente eléctrica. A veces se les conoce
como fluidos ER, y son suspensiones de partículas finas como almidón, polímeros y
cerámicas, en un aceite no conductor (como el aceite mineral o de silicón). Si no se les
aplica corriente se comporta como otros líquidos. Pero si se les aplica, se convierte en un
gel y se comporta más bien como un sólido. El cambio ocurre en menos de 1/100 s.
Algunas aplicaciones potenciales de estos fluidos las encontramos en la sustitución de
válvulas convencionales, en embragues, en sistemas de suspensión para vehículos y
maquinas y en actuadores automáticos.
Fluidos magnetorreologicos. (MR) son similares a los anteriores, y contienen partículas
suspendidas en una base de fluido. Sin embargo, en este caso, las partículas son polvos
finos de fierro. El fluido base puede ser un aceite de petróleo, de silicón o agua. Cuando
no hay un campo magnético presente, el fluido MR se comporta en forma muy parecido a
otros.la presencia de un campo magnético hace que el fluido se convierta, virtualmente,
en un sólido tal que soporte un esfuerzo cortante de hasta 100 kPa. El cambio se controla
por medios electrónicos con mucha rapidez. Sus aplicaciones se encuentran en los
amortiguadores de choques, embragues, frenos, etc.
También hay otro tipo de fluido, que es el viscoelástico. Los fluidos viscoelásticos se
caracterizan por presentar a la vez tanto propiedades viscosas como elásticas. Esta
mezcla de propiedades puede ser debida a la existencia en el líquido de moléculas muy
largas y flexibles o también a la presencia de partículas líquidas o sólidos dispersos.Estas
sustancias fluyen cuando se aplica en ellas un esfuerzo de corte, pero tienen la
particularidad de recuperar parcialmente su estado inicial, presentando entonces
características de los cuerpos elásticos. Un ejemplo típico es la agitación de un líquido en
una taza con una cuchara, si el fluido es viscoso, cuando se retira la cuchara cesa el
movimiento. Si el material es viscoelástico, al sacar la cuchara se puede observar que el
movimiento se hace más lento e incluso puede llegar a cambiar levemente el sentido de
giro antes de detenerse por completo. En esta categoría podemos mencionar a polímeros
fundidos, soluciones de polímeros.

5. Modelos
Además se han propuesto numerosas ecuaciones empíricas o modelos para expresar la
relación que existe, en estado estacionario, entre
y
. A continuación sólo se
hablaran de los dos más significativos.
Modelo de Bingham
Donde el fluido se comporta como sólido cuando
entonces
. Así que
cuando
este fluye, por lo tanto se comporta como un fluido newtoniano. Toda
sustancia que se comporta por dicho modelo es llamado como plástico de Bingham.
Modelo de Ostwald- de Waele
También se le conoce con el nombre de ley de la potencia.
Si:
n < 1 Hablamos de un pseudoplástico.
n=1 Se transforma en la ley de la viscosidad de Newton, siendo m= .
n > 1 Hablamos de un dilatante.

6. Aplicaciones
Entre algunas de sus aplicaciones son:
Aplicación de 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.
Se investiganlas utilidades de estos 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.
Se utilizan en la fabricación para protecciones en deportes extremos como el
skateboarding y el snowbording.
Un claro ejemplo de la aplicación de esta propiedad es en los amortiguadores. Ya que
contiene un fluido newtoniano de baja viscosidad (amortiguación blanda). Sin embargo, en
el momento en el que aplicamos una fuerza magnética sobre el fluido, las partículas
ferrosas se alinean y aumenta su viscosidad, con lo que pasa a comportarse de una forma
pseudoplástica, no newtoniana (amortiguación dura). Por lo que las posibles aplicaciones
de este tipo de fluidos son innumerables: amortiguación de vibraciones, protección
antisísmica de estructuras, embrague, frenado.
Como el asfalto es un materiales viscoso, pegajoso y de color negro, muy impermeable,
adherente y cohesivo, capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo la acción
de cargas permanentes, presenta las propiedades ideales para la construcción de
pavimentos cumpliendo las siguientes funciones:
Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la
humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.
Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la
acción mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos.
Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su
espesor.
Como se dijo anteriormente, los fluidos electroreológicostienen algunas aplicaciones
potenciales; y las encontramos en la sustitución de válvulas convencionales, en
embragues, en sistemas de suspensión para vehículos y máquinas y en actuadores
automáticos. Y los magnetorreológicos Sus aplicaciones se encuentran en los
amortiguadores de choques, embragues, frenos, etc.

7. Referencias
Bird , “Fenómenos de transporte”, Editorial Reverte
Robert Moore, “Mecánica de fluidos”, 6ta edición, Pearson Prentice Hall.
http://www.slideshare.net/JulioNP/fluidos-no-newtonianos-9406990