Fluidos no newtonianos: cuando los líquidos se comportan como sólidos
14 noviembre, 2019
A veces damos cosas por sentado cuando hablamos de las leyes de la física, o las propiedades químicas de las cosas. Pero, en ocasiones esto puede engañarnos por completo. Tomemos por ejemplo los fluidos, cuando hablamos de fluidos pensamos siempre en elementos líquidos con una viscosidad muy baja. Cuando de fluidos hablamos pensamos en agua principalmente, que en su estado líquido, se comporta como tal y no varía sin importar las circunstancias, o la presión a la que sea sometida. Pero ¿qué pensarían si les dijera que existen fluidos sobre los cuales incluso se puede caminar? No, no estamos bromeando, existen una serie de fluidos que no siguen estas normas convencionales y que son conocidos como “fluidos no newtonianos”.
Los fluidos no newtonianos son aquellos que por definición no tienen una viscosidad definida y constante, muy por el contrario, su viscosidad varía dependiendo de diferentes circunstancias como la presión o la temperatura. Esta característica hace que estos fluidos no cumplan con la mecánica newtoniana y rompen la ley de Newton de la viscosidad, por lo que reciben su nombre.
En los fluidos newtonianos o convencionales, la viscosidad puede describirse en función a la temperatura y presión sin que intervengan otras fuerzas. En los fluidos no newtonianos, la viscosidad sí depende de la temperatura y de la fuerza cortante a la que sea sometido el fluido. Dicho de otra forma, estos fluidos cambian su viscosidad dependiendo de la presión que les sea aplicada y en algunos casos pueden convertirse en sólidos tan duros como una roca cuando se les aplica presión.
¿Sólidos como roca?
Un fluido no newtoniano se comporta como cualquier otro líquido cuando se encuentra en reposo. Su viscosidad es baja y puede adaptar su forma a la del contenedor en el que se encuentra. Pero esto cambia drásticamente cuando se ejerce una presión sobre él. El estrés introducido por una fuerza entrante, hace que los átomos de estos fluidos no newtonianos se reorganicen de manera rápida aumentando su viscosidad al punto de que pueden comportarse como sólidos por algunos instantes. Lo que no significa otra cosa que cuando tú introduces tu mano suavemente sobre uno de estos fluidos no newtonianos, este se comporta como cualquier otro líquido, pero si en cambio tratas de darle un golpe, te llevaras una sorpresa al ver que tu mano rebota contra una especie de sólido.
¿Qué tan raros son?
Tal vez esto te suene bastante raro y si nunca has visto un fluido newtoniano en acción, incluso te podría parecer ridículo, pero la realidad es que los fluidos no newtonianos son mucho más comunes de lo que pensamos, solo que no lo sabemos. Algunos ejemplos comunes son la pasta de dientes, los jabones líquidos, cátsup, mayonesa, mermelada, el lodo, el cemento, la lava y hasta los plásticos. Todos ellos varían su viscosidad dependiendo de la presión a la que sean sometidos.
Así que si algún día te topas en internet algún video de alguien saltando o caminando sobre lo que parece ser un líquido, probablemente es una mezcla de agua con harina de maíz, uno de los fluidos no newtonianos más comunes para hacer experimentos. Ahora ya saben la razón por la cual es posible realizar estas hazañas que podrían parecer un truco de cámaras o incluso un efecto creado por medio de computadora, pero que realmente no es otra cosa que un fluido no newtoniano en acción.