Fluidos No Newtonianos

FLUIDO NO NEWTONIANO

Los fluidos no newtonianos son aquellos cuyo comportamiento reologico no obedecen a la Ley de Newton de la viscosidad, en los que la relación entre esfuerzo cortante y la velocidad de deformación no es lineal. Estos fluidos a su vez se diferencian en dependientes e independientes del tiempo.

La Ley de la viscosidad de Newton, establece que en movimientos fluidos laminares existe una relación lineal entre las tensiones tangenciales y los gradientes de velocidad, siendo la constante de proporcionalidad una propiedad física del fluido llamada viscosidad dinámica o absoluta. Primeramente un fluido newtoniano es una sustancia homogénea que se deforma continuamente en el tiempo ante la aplicación de una solicitación o tensión, independiente 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. Sin embargo existe algunas sustancias industriales importantes que no se comportan siguiendo la ley de Newton de la viscosidad, a este fluido se le denomina:

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 sobre ellos se le aplica una tensión intensa en un corto espacio de tiempo, el material se estresa, aumentando su viscosidad proporcionalmente a dicha solicitud. La Mecánica de los Fluidos se ocupa del estudio de los fluidos newtonianos exclusivamente; mientras que los fluidos no-newtonianos son parte de una ciencia más amplia denominada Reología. La Reología es la ciencia que estudia y analiza los fenómenos de flujo y deformación y las propiedades mecánicas de los gases, líquidos, plásticos y comprende el estudio de las substancias que "fluyen" pero que su comportamiento no está regido por la ley de newton de la viscosidad.

El mundo real existen una amplia variedad de fluidos tan comunes como los newtonianos que no siguen la simple relación dada por ley de Newton, especialmente en las industrias químicas, alimenticias y en la industria del petróleo, y de allí la importancia de su estudio para un adecuado y correcto tratamiento. Pueden mencionarse, entre otros, los siguientes fluidos no-newtonianos:

• Pinturas y barnices.

• Soluciones de polímeros.

• Mermeladas y jaleas.

• Mayonesa y manteca.

• Dulce de leche y la miel. •Salsas y melazas.

• Soluciones de agua con arcillas y carbón.

• La sangre humana.

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 plastilina, el cemento o yeso con agua, entre otras. Los fluidos newtonianos (como el agua) tienen una viscosidad que no varía con la velocidad.

En cambio, los no-newtonianos tienen una viscosidad que depende de la tensión que se le aplique (la fuerza o presión que hagamos en él). Gracias a esta propiedad, si se le golpea fuertemente, su viscosidad aumenta y pasa a comportarse como sólido. De hecho, si se le mueve rápidamente, es equivalente a decir que se le aplica una fuerza, y también se comportará como sólido.

CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIÓN DE LOS FLUIDOS NO-NEWTONIANOS.

Los fluidos que no siguen la relación de proporcionalidad entre tensiones tangenciales y velocidades de deformación se los clasifica en 3 grupos:

 Fluidos no-newtonianos independientes del tiempo para los cuales se verifica.

 Fluidos no-newtonianos dependientes del tiempo en la que la relación anterior es más compleja, y puede expresarse como.

 Fluidos visco-elásticos.

LOS FLUIDOS NO-NEWTONIANOS INDEPENDIENTES DEL TIEMPO

Se caracterizan porque las tensiones tangenciales dependen únicamente de la velocidad de deformación.

La gran mayoría de los fluidos no-newtonianos que tienen aplicaciones en problemas de ingeniería caen dentro de esta categoría, y en ciertos casos algunos fluidos dependientes del tiempo pueden ser aproximados

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