2. Fluidos no newtonianos 21 de junio de 2016
Tabla de contenido
Tabla de contenido.....................................................................................................2
INTRODUCCIÓN..........................................................................................................4
Nuestro tema a presentar es fluidos no newtonianos, pueden clasificarse de manera
general de acuerdo con la relación de corte aplicado y la relación de deformación,
aquellos fluidos donde hay proporcionalidad entre el esfuerzo cortante y la velocidad
de deformación toman el nombre de fluidos newtonianos existen un buen número
de fluidos que se comportan de esta manera bajo condiciones normales de presión y
temperatura como el agua, gasolina, aire, vino y algunos aceites minerales, una de
sus principales características es que carece de elasticidad y son incompresible........4
Se denomina fluido no newtoniano donde el esfuerzo cortante no es directamente
proporcional a la rapidez de deformación por lo cual su viscosidad varia con la
temperatura y la tensión de corte que se le aplica debido a que incluye otros factores
aparte de la temperatura. .........................................................................................4
La importancia de comprender a los fluidos no newtonianos es que existen una gran
variedad de ellos en los diferentes campos como; la industria química, petróleo y
alimenticia por lo cual es importante saber cómo se comportan estos fluidos algunos
ejemplos son: la sangre humana, soluciones de agua con arcilla, mayonesa, manteca,
soluciones de polímeros, entre otros..........................................................................4
La ciencia le ha dado algunos usos al fluido no newtoniano aprovechando estas
propiedades físicas que puede ser sólido o líquido depende de la tensión que se
aplique a este algunos de ellos serían: fabricación de plantillas para los zapatos que
al aplicar el peso del cuerpo reacciona la plantilla endureciéndose ayudando a la
distribución del peso del cuerpo, chalecos antibalas el cual reacciona como un sólido
cuando es impactado por la bala................................................................................4
PROBLEMA.................................................................................................................4
JUSTIFICACIÓN...........................................................................................................4
OBJETIVO GENERAL....................................................................................................5
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................................5
MARCO TEÓRICO........................................................................................................5
METODOLOGÍA..........................................................................................................6
Bibliografía.................................................................................................................7
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4. Fluidos no newtonianos 21 de junio de 2016
INTRODUCCIÓN
Nuestro tema a presentar es fluidos no newtonianos, pueden clasificarse de manera
general de acuerdo con la relación de corte aplicado y la relación de deformación,
aquellos fluidos donde hay proporcionalidad entre el esfuerzo cortante y la
velocidad de deformación toman el nombre de fluidos newtonianos existen un
buen número de fluidos que se comportan de esta manera bajo condiciones
normales de presión y temperatura como el agua, gasolina, aire, vino y algunos
aceites minerales, una de sus principales características es que carece de
elasticidad y son incompresible.
Se denomina fluido no newtoniano donde el esfuerzo cortante no es directamente
proporcional a la rapidez de deformación por lo cual su viscosidad varia con la
temperatura y la tensión de corte que se le aplica debido a que incluye otros
factores aparte de la temperatura.
La importancia de comprender a los fluidos no newtonianos es que existen una gran
variedad de ellos en los diferentes campos como; la industria química, petróleo y
alimenticia por lo cual es importante saber cómo se comportan estos fluidos
algunos ejemplos son: la sangre humana, soluciones de agua con arcilla,
mayonesa, manteca, soluciones de polímeros, entre otros.
La ciencia le ha dado algunos usos al fluido no newtoniano aprovechando estas
propiedades físicas que puede ser sólido o líquido depende de la tensión que se
aplique a este algunos de ellos serían: fabricación de plantillas para los zapatos
que al aplicar el peso del cuerpo reacciona la plantilla endureciéndose ayudando
a la distribución del peso del cuerpo, chalecos antibalas el cual reacciona como
un sólido cuando es impactado por la bala.
PROBLEMA
Hoy en día millones de personas hacen deportes ya sea profesionalmente o solo por
entretenimiento, desde el deporte más conocido y al parecer inofensivo como por
ejemplo el futbol hasta el más extremo y peligroso como por ejemplo el ciclismo de
montaña. Muchas de estas personas los practican sin tener el debido conocimiento
sobre los posibles riesgos que estos puede tener sobre su condición y sin la debida
preparación para poder adquirir las capacidades físicas necesarias para realizarlo. A
causa de esto, la mayoría evita utilizar los respectivos implementos (cascos, rodilleras,
coderas, etc.) y no siguen las medidas de seguridad adecuadas y terminan sufriendo
problemas musculares como desgarros, esguinces, etc. Y hasta fractura de huesos que
podrían ser fatales. Queremos resolver este problema tratando de inventar algún
producto que utilice al máximo las propiedades y características de los fluidos no
newtonianos.
JUSTIFICACIÓN
Debido a esto hemos decidido elaborar diferentes implementos de seguridad que
además de ser atractivos e innovadores ya que utilizan fluidos no newtonianos y
pueden ser elaborados por cualquiera. Esto podría ayudar a deportistas a reducir sus
lesiones o fracturas ya que el fluido además de amortiguar el golpe también lo anula
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esparciéndolo por todas sus partículas.
OBJETIVO GENERAL
Elaborar un equipo de protección, utilizando el fluido no newtoniano, que sea anti-
golpes o aprueba de choques para que personas que practican deportes en los que
están expuestos a sufrir una caída o golpearse contra algo puedan utilizarlo y se vean
reducidas las lesiones y accidentes que puedan afectar su salud.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Elaboraremos rodilleras, coderas y un casco con el fluido no newtoniano (en este caso
una mezcla de maicena y agua) y los pondremos a prueba para medir la presión que
podrían aguantar y que tan duraderos pueden ser.
MARCO TEÓRICO
Primero, hay que tener en cuenta que al hablar de fluidos se menciona
colectivamente a los líquidos y los gases debidos a que estos pueden fluir pero los
sólidos no ya que tienen forma y volumen definido.
Un fluido ideal está caracterizado por tener un flujo constante, irrotacional, no viscoso
e incomprensible. (Wilson, Bufa, & Lou, 2007). El fluido al tener un flujo constante
implica que todas sus partículas tienen la misma velocidad al pasar por un punto
específico. Esto quiere decir que el fluido siempre se moverá siguiendo una trayectoria
en línea recta representada como líneas de corriente. Para que el fluido sea
irrotacional al tomar un pequeño volumen de este no debe tener una velocidad
angular neta. Si tuviera, se formarían remolinos en el fluido y el flujo sería turbulento.
Al ser no viscoso se refiere a que la viscosidad debe ser insignificante y por
incomprensible que la densidad del fluido es constante.
La viscosidad está definida como una resistencia u oposición interna que tienen los
fluidos al flujo. (Wilson, Bufa, & Lou, 2007) Esto puede ser como una fricción entre las
moléculas del fluido. En los líquidos la viscosidad es causada por fuerzas de cohesión
de corto alcance. En cambio en los gases, se produce por los choques entre moléculas.
Esta fricción hace que las distintas capas de un fluido se muevan con diferente rapidez
en respuesta un esfuerzo cortante. Este Flujo Laminar es característico de un flujo
estable de líquidos viscosos a una baja velocidad. El coeficiente de viscosidad es igual a
la razón entre la razón del esfuerzo cortante entre la tasa de cambio de la deformación
cortante. Siendo medida en poiseuille (Pl).
Los fluidos newtonianos son aquellos fluidos en los que su viscosidad puede
considerarse constante en el tiempo. Donde el esfuerzo cortante es directamente
proporcional a la rapidez de deformación. (EcuRed) La curva esfuerzo-tasa de
deformación es lineal. La viscosidad en un fluido newtoniano es inversamente
proporcional a la temperatura, por lo que esta depende de la temperatura así como de
la presión a la que se encuentra.
Por lo tanto los fluidos no newtonianos son todo lo opuesto a los newtonianos. Estos
fluidos tienen una viscosidad que varía de acuerdo a la presión a la que estén
sometidos, careciendo de viscosidad constante y definida. (Narvaéz) Cuando la presión
a la que se le somete es mínima, este se comporta como un fluido newtoniano. Pero si
se le aplica una presión intensa en un corto espacio de tiempo su viscosidad va a
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aumentar de acuerdo a dicha presión.
METODOLOGÍA
Realizaremos un fluido no newtoniano con los siguientes materiales.
Agua Maicena
RECIPIENTE RESALTADOR
PROCEDIMIENTO
• Se quita la tinta del resaltador y se introduce en un vaso con agua. Esto lo
utilizaremos como colorante para darle un color fluorescente al fluido.
• Se procede a echar una buena cantidad de maicena en el recipiente e ir
vertiendo de a poco el agua.
• Mezclar suavemente hasta conseguir la viscosidad deseada. Poner más
maicena si es necesario.
• La mezcla estará lista cuando al golpearla con un golpe seco esta se mantiene
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en un estado sólido y al insertar un dedo lentamente estará en estado líquido.
• Procedemos a verter el fluido en unas bolsas de plástico del tamaño adecuado
para que puedan ser utilizadas en las rodillas y codos.
Pruebas
Escogeremos a un sujeto que pruebe nuestro equipo de protección mientras realiza
algún deporte en el que sufra alguna caída (algo no tan grave) para verificar la
durabilidad y dureza de este. Se tomaran datos constantemente.
Bibliografía
Wilson, J., Bufa, A. J., & Lou, B. (2007). Física (Vol. sexta edicion). Mexico: Pearson
Education Inc.
EcuRed. (s.f.). EcuRed. Obtenido de Fluidos no newtonianos:
http://www.ecured.cu/Fluido_newtoniano
Narvaéz, J. (s.f.). SlideShare. Obtenido de Linkedin Corporation:
http://es.slideshare.net/JulioNP/fluidos-no-newtonianos-9406990?
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