Quién descubrió los fluidos no newtonianos
ChemSusChem. 2021 Oct 5; 14(19): 4071-4102. Publicado en línea el 27 de agosto de 2021. doi: 10.1002/cssc.202100876PMCID: PMC8519067PMID: 34324273Cuantificación del estado del arte de la viscosidad de las soluciones de polímeros para el reciclaje de residuos plásticosRita Kol,
Cerrando el círculo: El reciclaje basado en disolventes es un prometedor enfoque de reciclaje de circuito cerrado para los plásticos. La viscosidad de las soluciones poliméricas desempeña un papel importante en las etapas de limpieza del reciclaje con disolventes. Esta revisión ofrece una visión general del comportamiento de la viscosidad de las soluciones de polímeros, evalúa los modelos más adecuados para predecir la viscosidad de las soluciones en un contexto de reciclaje, y discute la influencia de la viscosidad en la purificación por filtración y centrifugación.
1. IntroducciónLos plásticos son muy versátiles debido a su ligereza y a sus propiedades sintonizables, con aplicaciones en diferentes sectores, como el de los envases, la construcción, la automoción y los equipos eléctricos y electrónicos, entre otros.[
] El polietileno (PE), el polipropileno (PP), el poliestireno (PS), el poli(cloruro de vinilo) (PVC) y el poli(tereftalato de etileno) (PET) son algunos de los tipos de plástico más comunes, que en conjunto cubren más del 60,9% de todos los polímeros comercializados.
¿El agua pura es newtoniana?
La magnitud física “viscosidad” informa sobre el espesor de un fluido y la facilidad con que fluye. En términos científicos, la viscosidad es la medida de la resistencia al flujo interno de un fluido. Es la resistencia que presenta un fluido al ser deformado.
Esta página se centra en cómo definir la viscosidad, los diferentes tipos de viscosidad y los diferentes tipos de líquidos que muestran un comportamiento de flujo newtoniano o no newtoniano. La viscosidad es un parámetro físico que se mide en la industria para conocer los materiales y su comportamiento.
Para determinar la viscosidad de un fluido, hay que entrar en el campo de la viscometría, un área de una ciencia más amplia llamada reología. La reología se ocupa del comportamiento del flujo y la deformación de los materiales.
Imagínese que todos los materiales se clasifican en una escala virtual que va de sólido a líquido. Los científicos especifican que los materiales sólidos son elásticos y los líquidos son viscosos. En la vida cotidiana, nos encontramos sobre todo con materiales viscoelásticos. Es decir, sustancias que no son ni completamente elásticas ni completamente viscosas. Según las propiedades de un material, lo clasificamos como sólido viscoelástico (como, por ejemplo, la gelatina dulce) o como líquido viscoelástico (como, por ejemplo, una bebida de yogur o un gel de ducha).
Reología del fluido no newtoniano
Los fluidos newtonianos pueden caracterizarse por un único coeficiente de viscosidad para una temperatura determinada. Aunque esta viscosidad cambia con la temperatura, no cambia con la velocidad de deformación. Sólo un pequeño grupo de fluidos presenta esa viscosidad constante. La gran clase de fluidos cuya viscosidad cambia con la velocidad de deformación (la velocidad de flujo relativa) se denominan fluidos no newtonianos.
La reología suele tener en cuenta el comportamiento de los fluidos no newtonianos, caracterizando el número mínimo de funciones que se necesitan para relacionar las tensiones con la velocidad de cambio de la deformación o las tasas de deformación. Por ejemplo, la viscosidad del ketchup puede reducirse mediante agitación (u otras formas de agitación mecánica, en las que el movimiento relativo de las diferentes capas del material provoca realmente la reducción de la viscosidad), pero el agua no. El ketchup es un material que se adelgaza con el cizallamiento, como el yogur y la pintura en emulsión (terminología estadounidense de pintura de látex o pintura acrílica), que presenta tixotropía, donde un aumento de la velocidad de flujo relativa provocará una reducción de la viscosidad, por ejemplo, al agitarlo. Algunos otros materiales no newtonianos muestran el comportamiento opuesto, la reopectía: la viscosidad aumenta con la deformación relativa, y se denominan materiales de cizallamiento o dilatantes. Desde que Sir Isaac Newton originó el concepto de viscosidad, el estudio de los líquidos con viscosidad dependiente de la velocidad de deformación también suele denominarse mecánica de fluidos no newtonianos[1].
¿Es el ketchup un fluido no newtoniano?
Fluido newtoniano, fluido no newtoniano, reopéctico, tixotrópico, dilatante… ¿cuál es la diferencia entre estas propiedades de los líquidos? Y lo que es más importante, ¿qué importancia tienen? Si está dimensionando o seleccionando bombas, mezcladores o cualquier otro tipo de equipo que aplique cizallamiento al fluido, estos son todos los términos que debe conocer.
Probablemente pueda adivinar que los fluidos no newtonianos son lo contrario de los fluidos newtonianos. Cuando se aplica el cizallamiento, la viscosidad de los fluidos no newtonianos disminuye o aumenta, dependiendo del fluido. El comportamiento del fluido puede describirse de una de estas cuatro maneras:
¿Por qué hay que conocer la diferencia? Es importante conocer a fondo las propiedades de los fluidos que se transfieren, mezclan o bombean porque la viscosidad desempeña un papel importante en el dimensionamiento y la selección de los equipos. Entender cómo reacciona al cizallamiento le ayudará a dimensionar y seleccionar correctamente todo el equipo que toca.