¿Qué es un fluido no newtoniano?

Un fluido no newtoniano es un fluido cuya viscosidad es variable según el esfuerzo aplicado. El fluido no newtoniano más comúnmente conocido es la maicena disuelta en agua. Contraste con fluidos newtonianos como el agua, cuyo comportamiento puede describirse exclusivamente por temperatura y presión, no por las fuerzas que actúan sobre él de segundo a segundo. Los fluidos no newtonianos son sustancias fascinantes que se pueden usar para ayudarnos a comprender la física con más detalle, de una manera emocionante y práctica.

Si golpea un balde lleno de un fluido no newtoniano que se espesa por cizallamiento, la tensión introducida por la fuerza entrante hace que los átomos en el fluido se reorganicen de manera que se comporte como un sólido. Tu mano no pasará. Sin embargo, si empuja su mano en el líquido lentamente, penetrará con éxito. Si sacas la mano abruptamente, nuevamente se comportará como un sólido, y literalmente puedes sacar un cubo de líquido de su contenedor de esta manera.

Un fluido no newtoniano de adelgazamiento por cizallamiento se comporta de manera opuesta. En este tipo, el fluido se vuelve más delgado, en lugar de más grueso, cuando se aplica tensión. También llamados pseudoplásticos, los ejemplos de este tipo de fluido no newtoniano incluyen salsa de tomate, pasta de dientes y pintura. El efecto no suele durar mucho en ninguno de los dos tipos, y continúa solo mientras se aplica el estrés.

Los fluidos no newtonianos nos ayudan a comprender la gran variedad de fluidos que existen en el mundo físico. Los sólidos plásticos, los fluidos de ley de potencia, los fluidos viscoelásticos y los fluidos de viscosidad dependientes del tiempo son otros que exhiben relaciones complejas y contrarias a la intuición entre el esfuerzo cortante y la viscosidad / elasticidad. Sin embargo, el fluido no newtoniano es probablemente el más emocionante para jugar.

Una búsqueda de fluido no newtoniano en YouTube trae algunos resultados interesantes. En varios programas de juegos, los anfitriones o los concursantes se topan con grandes cubas de fluido no newtoniano que espesa la cizalla, pueden atravesarlas a menos que se detengan, en cuyo caso se hunden inmediatamente. Cuando se combinan con una placa oscilante, los fluidos no newtonianos demuestran otras propiedades inusuales, como "dedos" sobresalientes y agujeros que persisten después de crearlos. Una placa oscilante aplica tensión periódicamente, cambiando rápidamente la viscosidad del fluido y colocándolo en un punto medio extraño entre un líquido y un sólido.

Una aplicación práctica para el espesamiento por cizallamiento de fluidos no newtonianos puede ser la armadura corporal del futuro. Dado que tales fluidos suelen ser flexibles, permitirían a los soldados moverse libremente cuando no están bajo ataque. Pero si se enfrentan con una bala a alta velocidad, se endurecerían rápidamente, actuando como una armadura tradicional. Se necesita más investigación para ver si los fluidos no newtonianos son adecuados para los militares, pero hasta entonces, es divertido jugar con ellos.