¿Sólido o líquido? Experimento con maizena y agua

¿Por qué cuando impacta una bala en un chaleco antibalas ésta no penetra? ¿Por qué tenemos que sacudir el bote de ketchup para conseguir que salga la salsa?

Experimentaremos con maizena y agua para descubrir las propiedades de los fluidos no newtonianos!

Este es un experimento propuesto por Carme Aguilar (química) y su hija Maria (5º de primaria).  

¿Qué necesitamos?

1 vaso de Maizena*
1/2 vaso de agua*
1 bol
1 cuchara (opcional)
1 globo (opcional)

* El tamaño de los vasos debe ser el mismo, ya que tenemos la mezcla se hace con la proporción de dos partes de Maizena por una de agua.

¿Cómo lo hacemos?

Añadimos la maizena en un bol. Seguidamente introducimos el agua poco a poco encima de la maizena. Vamos removiendo la mezcla lentamente con las manos o una cuchara hasta obtener la consistencia adecuada.

Debemos mezclar dos partes de maizena por una de agua. De todos modos, para saber si la mezcla final está lista, se puede dar un golpe sobre su superficie con el puño y sino se hunde la mano, la masa está lista para poder experimentar con ella!

Por ejemplo podemos coger una pequeña cantidad con las manos y apretamos bien fuerte, seguidamente abrimos la mano y observaremos que la masa recupera el estado líquido y cae entre nuestros dedos. En cambio si damos puñetazos sobre la masa ésta se comporta como un sólido y nuestra mano no se nos hunde.

También podemos probar de poner el dedo sin hacer fuerza sobre la superficie y veremos como se nos hunde. Si tiramos pequeños objetos con fuerza sobre la superficie de la masa (pequeños juguetes, una pelota…) podemos observar que primero se quedan sobre la superficie, pero luego se hunden en el interior. Es como si la masa fuera como arenas movedizas!

Podemos llenar con esta masa un globo y hacer un nudo. Podemos experimentar con este globo también. Por ejemplo podemos picar con él sobre una mesa, lo podemos apretar con las manos, lo podemos intentar hacer saltar, … Fijaos cómo cambia el comportamiento de la masa.

¿Qué pasa?

La mezcla que hemos obtenido es un fluido no newtoniano, que tiene como propiedad que su viscosidad es variable, ya que puede variar en función de diferentes condiciones como por ejemplo de la fuerza que aplicamos sobre él.

Los fluidos no newtonianos se comportan como un sólido en ejercer una fuerte presión sobre ellos, ya que sus moléculas se unen bajo presión. En el caso de la mezcla que hemos preparado nosotros, las partículas del almidón de maíz se compactan, atrapando moléculas de agua entre ellas.

Así por ejemplo, cuando damos golpes con el puño sobre este fluido, su viscosidad es superior y en estas condiciones podemos decir que se comporta como un sólido. Cuando no hacemos fuerza el comportamiento se asemeja al de un líquido. Por eso cuando ponemos el dedo sobre la superficie este nos hunde hacia el interior del fluido.

¿Sabías que los fluidos no newtonianos tienen muchas aplicaciones? Por ejemplo fluidos que tienen estas propiedades se utilizan para chalecos antibalas. En estos chalecos, estos fluidos son capaces de absorber la energía del impacto de un proyectil a alta velocidad, pero son flexibles cuando no hay impacto.

También encontramos diferentes sustancias que utilizamos de manera cotidiana dentro del grupo de fluidos no newtonianos. Un ejemplo es el ketchup. Esta sustancia cuando está dentro del bote y en reposo es espeso, y cuesta que salga del recipiente, pero si la agitamos su viscosidad disminuye, se hace más líquido.