Sólido o líquido: experimentamos con un fluido no newtoniano

¿Sabías que las propiedades del fluido no newtoniano se aprovechan para fabricar los chalecos antibalas?

Este experimento ha sido preparado por alumnos de 2º de ESO de la escuela Pare Manyanet de Reus (Alba López Navarro, Lucía Sánchez García, Marina Dengra Gutiérrez, Julia Travieso Mármol y Martín del Río Salazar) de la mano de su padrino Joan Martínez, Responsable de investigación en la Unidad de radioquímica Ambiental y Sanitaria (URV).

¿Qué necesitamos?

• Almidón de maíz / maicena: 2 vasos
• 2 Vasos de plástico iguales
• 1 vaso con Agua:
• 1 Bol plástico / vidrio grande
• 1 Cuchara
• 1 Balón pequeña / canica
• 1 Colorante alimentario

¿Cómo lo hacemos?

Primero tendremos que poner en un bol el almidón de maíz (que debe ser el doble de la cantidad de agua que ponemos) y luego añadimos el agua (con colorante, esto es opcional). Lo mezclamos bien durante un rato (con las manos o con algún instrumento) hasta obtener un fluido homogéneo. Si lo hemos hecho todo bien, al aplicarle alguna fuerza, como darle un puñetazo o apretarlo con nuestras manos, el fluido actuará como un sólido. Y al no aplicar ninguna fuerza, el fluido actuará como un líquido.

¿Qué pasa?

Cuando aplicamos una fuerza sobre este fluido (una mezcla de almidón de maíz y agua) se comporta como un sólido, pero cuando no aplicamos ninguna fuerza se comporta como un líquido. Esto sucede porque es un fluido no newtoniano. Cuando sobre este fluido no se aplica ninguna fuerza o tensión, sus partículas no se ordenan y se comportan como un líquido y su viscosidad baja. En cambio, cuando se aplica una tensión las partículas enredan formando redes, porque no tienen tiempo de organizarse y como consecuencia la viscosidad aumenta. El fluido se comporta entonces como un sólido.

Qué aprendemos?

Hemos aprendido que es:

– Viscosidad: La viscosidad es la capacidad de un fluido que presenta resistencia al movimiento.
– Fluido Newtoniano: Es un líquido que por mucho que reciba una fuerza externa su viscosidad no varía.
– Fluido no Newtoniano: Un fluido no newtoniano es un fluido que si lo dejas en reposo se comporta como un líquido y si le aplicas una fuerza, tensión o una temperatura se comporta como un sólido.

Además, hemos descubierto aplicaciones en la vida cotidiana. Por ejemplo, las propiedades del fluido no newtoniano descrito en nuestro experimento se aprovechan para fabricar los chalecos antibalas. Porque cuando nadie ejerce ninguna fuerza sobre ellas su interior son liquidas y no son incómodas para los policías, ya que son flexibles. Por otra parte, cuando reciben una bala se vuelven sólidas y no permiten que entre la bala.

Las arenas movedizas y también el ketchup son fluidos no newtonianos, pero su comportamiento es el caso contrario que en nuestro experimento: cuando aplicamos fuerza en el fluido se comporta como un líquido y cuando no, se comporta como un sólido. Es decir, la viscosidad disminuye al presionarlos. Por eso al agitar el bote de ketchup aplicando fuerza, el contenido sale más fácilmente.

Elemento de la tabla periódica destacado del experimento:

Oxígeno (O)

• El número atómico es 8
• En su estado natural se encuentra gas y se incoloro.
• También es un gas inodoro
• Forma parte de muchos compuestos. Ex: agua …
• Su peso atómico es 15,9994 g / mol
• Los seres humanos lo necesitamos para respirar.
• Se utiliza para producir O₃ y este se utiliza en muchas procesos como por ejemplo en plantas potabilizadoras de agua para eliminar contaminantes.