¿Qué es un fluido newtoniano? - Propiedades y características de los fluidos newtonianos

Dentro del estado líquido de la materia, encontramos diferentes clases que debemos tener en cuenta. Estas se distinguen por tener propiedades específicas que los hacen diferentes entre sí. Por lo tanto, es muy importante familiarizarnos con las características de cada uno. ¡Así que quédate con nosotros y continúa leyendo para aprender que son estos fluidos!

https://www.youtube.com/watch?v=sbwk8bQK_9k

Significado y concepto de un fluido newtoniano

También llamado fluido típico, es aquel cuya viscosidad depende de cambios en la presión o temperatura. Esto significa que su medida representa su capacidad en relación con la resistencia de otros flujos y se adapta a la forma del recipiente en el que se encuentra.

Cuando la temperatura y la presión son constantes, determinan la viscosidad del fluido. Esta relación se debe al esfuerzo cortante que experimenta el fluido en respuesta a una resistencia. En comparación con otros fluidos, en los que la velocidad de corte se aplica para inducir el flujo, la viscosidad se mantiene constante a diferentes velocidades de corte.

En el caso de los fluidos de perforación, no son newtonianos, lo que significa que su viscosidad no es constante. Estos fluidos representan una clase más compleja de fluidos en términos de descripción. Existe una curva que muestra la relación entre el esfuerzo y la velocidad, ya que se produce una deformación lineal. Un ejemplo claro de un fluido newtoniano es el agua, a diferencia del pegamento.

También hay otros fluidos comunes que se comportan como newtonianos en condiciones específicas de presión y temperatura, como la gasolina, el alcohol, el benceno o el queroseno. Matemáticamente, para este tipo de fluidos, se utiliza la fórmula \tau_{xy}= \mu\frac{dv_{x}}{dy} para representar su comportamiento.

¿Cuáles son las propiedades de los fluidos newtonianos?

Entre las propiedades más características de los fluidos, podemos destacar algunas propiedades físicas. Estas son:

• Cambio de forma: Los fluidos no tienen una fuerza que los restaure a su forma original cuando se deforman, a diferencia de los sólidos. Esto significa que pueden cambiar de forma fácilmente sin experimentar una resistencia significativa.
• Dispersión molecular: Los fluidos pueden cambiar su estado de dispersión molecular, gracias a su fluidez. Esto significa que pueden pasar de un estado a otro, como sólido a líquido o líquido a gas, cuando se aplica una variable externa como la temperatura.
• Densidad: Puede ser mayor o menor dependiendo de la cantidad de materia contenida en un determinado volumen. Se representa generalmente en kilogramos por metro cúbico (kg/m3).
• Viscosidad: Es una propiedad muy importante de los fluidos, ya que determina su resistencia al flujo. Un fluido con alta viscosidad es más resistente al flujo y tiende a deformarse menos, mientras que un fluido con baja viscosidad fluye más fácilmente.
• Volumen: Se refiere al espacio que ocupa. La forma y tamaño del contenedor en el que se encuentra determinará su volumen. Cuando se trata de líquidos, adoptarán la forma del recipiente que los contiene.
• Presión: Es la fuerza ejercida por la masa del fluido sobre los cuerpos sumergidos en él. En los fondos marinos, la presión es mayor en comparación con la presión atmosférica en la superficie terrestre.

Estas propiedades nos ayudan a entender y describir el comportamiento de los fluidos en diferentes situaciones y aplicaciones.

¿Cuáles son los tipos de fluidos newtonianos?

Los fluidos newtonianos se dividen en dos categorías principales: fluidos newtonianos ideales y fluidos newtonianos no ideales.

• Fluidos newtonianos ideales: Estos fluidos tienen una viscosidad constante independiente de la velocidad de corte o del esfuerzo cortante aplicado. En otras palabras, la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte es lineal y estable. Algunos ejemplos de fluidos newtonianos ideales incluyen:
  1. Agua: A temperaturas y presiones normales, el agua se comporta como un fluido newtoniano ideal.
  2. Gasolina: La gasolina también exhibe un comportamiento newtoniano ideal en condiciones normales.
• Fluidos newtonianos no ideales: Estos fluidos tienen una viscosidad que puede variar dependiendo de la velocidad de corte o del esfuerzo cortante aplicado. La relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte puede no ser lineal y puede mostrar comportamientos más complejos. Algunos ejemplos de fluidos newtonianos no ideales son:
  1. Salsa de tomate: La salsa de tomate es un ejemplo común de un fluido no newtoniano. Su viscosidad varía dependiendo de la velocidad de corte y puede cambiar cuando se aplica fuerza.
  2. Pintura: Algunas pinturas pueden tener fluidos no newtonianos, mostrando diferentes viscosidades en función de la velocidad de aplicación o la presión ejercida.

Estos son solo ejemplos representativos, y existen muchos otros fluidos que pueden clasificarse como newtonianos ideales o no ideales, dependiendo de su comportamiento viscoso.

Ejemplos de fluidos newtonianos

En los ejemplos más comunes que podemos encontrar, se incluyen:

• Plasma sanguíneo: Es uno de los fluidos más conocidos, su viscosidad aumenta en respuesta al esfuerzo cortante aplicado, pero no varía con cambios en la velocidad.
• Mercurio: Es el único metal líquido a temperatura ambiente. Algunos aceites de motor y aceites de transmisión utilizados en automóviles también son ejemplos de fluidos newtonianos.
• Alimentos y bebidas: El agua, la leche, ciertas bebidas y disoluciones de azúcares, jarabes de maíz y mieles se comportan como fluidos newtonianos.
• Gasolina, glicerina, benceno: Estos líquidos también exhiben un comportamiento newtoniano, ya que su viscosidad se mantiene constante.
• Hidrógeno, aire y líquidos basados en aceites: Estos fluidos también pueden clasificarse como newtonianos debido a sus características viscosas constantes.

Como podemos ver, muchos de los fluidos newtonianos están presentes en nuestra vida cotidiana. Estos ejemplos demuestran que los fluidos newtonianos se encuentran en diversos elementos y sustancias, y sus propiedades características nos permiten clasificarlos como tales.