martes, 31 de agosto de 2010

Fluidos raros (no Newtonianos)

Existen algunos líquidos que presentan comportamientos realmente extraños, debidos a la composición química y estructura de las moléculas que lo forman o al tipo de interacción de esas moléculas o partículas con el solvente, cuando se trata de una solución o suspensión.
¿Qué queremos hacer?
Experimentar con un fluido no newtoniano: la harina de maíz.  


1º Experiencia. Fluidos raros
Material
- Harina de maíz (Maizena)
- agua
- recipiente: vaso
Procedimiento
En un vaso echamos algunas cucharadas de almidón de maíz (Maicena, p.ej.) y agreguamos agua templada, removemos con una cuchara hasta formar una papilla bastante líquida
Ya desde el principio notaremos que no es lo mismo que preparar otras mezclas comunes en la cocina.
1º Removemos a distinta velocidad la mezcla
2º Hundimos la cuchara hasta el fondo lentamente y rápidamente.
3º Lo volcamos a otro recipiente
4º Cogemos el vaso y describimos círculos con él.


¿Qué sucede?
1º Si removemos con la cuchara lentamente lo podemos hacer sin ninguna dificultad, pero en cuanto aumentamos la velocidad de agitación, la resistencia al movimiento crece notablemente.


2º Si hundimos la cuchara lentamente no sera difícil hundirla hasta el fondo, pero si lo intentamos con un movimiento brusco, encontramos una gran resistencia.


3º Al girarlo observamos que si el líquido fuese agua o leche, ya se habría volcado... Pero eso no ocurre con este líquido blanco.


4º  Al volcarlo a otro recipiente en forma de chorro fino, observamos que no tenemos un chorro uniforme y perfectamente vertical como ocurriría con el agua, sino que oscila y se mueve como si estuviera bailando...


Explicación
Este comportamiento poco común ubica al líquido que preparamos entre los llamados fluidos no Newtonianos, y a este en particular, entre los fluidos dilatantes. Un sistema con propiedades comparables son las llamadas "arenas movedizas": se trata de una mezcla de arena y agua en la que pueden quedar atrapados animales o personas incautas. También en este caso un movimiento brusco hace que la mezcla se vuelva más rígida, dificultando o imposibilitando los movimientos.


Otro fluido no Newtoniano que encontramos en la cocina es el ketchup: generalmente ocurre que al volcar el recipiente de ketchup el contenido no salga, no se vierta. Es necesario agitar fuertemente para que el contenido se vierta con facilidad. Ocurre que la viscosidad del fluido disminuye al agitarlo, promoviendo el movimiento de las moléculas entre sí. Luego de algunos minutos la viscosidad vuelve a aumentar. Ese comportamiento es típico de los llamados fluidos tixotrópicos, y tiene considerable importancia en algunos productos industriales, como las pinturas. En efecto, al pintar con pincel, por ejemplo, se promueve el movimiento de las moléculas entre sí, la viscosidad disminuye y la pintura se extiende fácilmente. Pero la viscosidad debe aumentar rápidamente después de pintar, para evitar las "chorreaduras"...



2ª Experiencia. Propiedades sorprendentes: la papilla de maíz.
En esta experiencia vamos a continuar estudiando las propiedades sorprendentes que pueden tener algunos materiales, en este caso algo tan corriente como una papilla hecha con harina de maíz.
Material
- Un vaso o una taza
- Una cucharilla
- Agua
- Harina de maíz ( "Maizena")
Procedimiento
En primer lugar vamos a preparar la papilla de harina de maíz.
·         En un recipiente (vaso o taza) añade 2 ó 3 cucharadas colmadas de harina de maíz.
·         Añade lentamente un poco de agua, a la vez que remueves con la cuchara. 
¿Qué sucede?


·         Mueve muy despacio para conseguir que se mezclen y añade más agua hasta conseguir una papilla no demasiado espesa.
Las propiedades de la papilla de maíz
    En primer lugar habrás observado que te costaba mucho remover la mezcla. Cuando intentabas moverla se ponía muy dura. Si remueves despacio se comporta como un líquido cualquiera. Pero si intentas remover más deprisa, cuesta mucho más, el líquido se hace más viscoso y, según cómo hayas preparado la papilla, puede hacerse casi sólido.

Vuelca un poco de la papilla en una mano. Verás que se comporta como cualquier líquido, se te escapa y cae. Pero si ahora tienes cuidado para que no se escape e intentas amasarlo deprisa entre las dos manos, verás como consigues hacer una bola prácticamente sólida. Pero, en cuanto dejas de moverla, fluye otra vez como cualquier líquido.


Pon ahora la papilla en un plato plano. Si metes la mano en el plato ves que te moja y se comporta como un líquido. Mueve los dedos y observa su comportamiento. Pero, ¿qué pasa si intentas retirar la mano muy deprisa? Observa que la mano se queda casi pegada al plato. Si la retiras muy deprisa puedes llegar a mover el plato. Ten cuidado no salga disparado y se rompa.
Si volcamos ahora la papilla sobre una superficie muy lisa vemos que se forman charcos. Intenta juntar los charcos empujando con la mano y los dedos. Sigue moviendo todo con rapidez. Al cabo de un tiempo puedes llegar a cogerlo con las manos. Si sigues moviéndolo deprisa tendrás una sustancia casi sólida, pero en cuanto dejas de mover se te escapa entre los dedos.
Son unas propiedades muy curiosas y sorprendentes: unas veces se comporta como un líquido y otras casi