¿Qué es un fluido newtoniano?

Un fluido newtoniano es cualquier fluido que exhibe una viscosidad que permanece constante independientemente de cualquier tensión externa que se le aplique, como una mezcla o una aplicación repentina de fuerza. Un ejemplo es el agua, ya que fluye de la misma manera independientemente de si se deja sola o se agita vigorosamente. Esto se puede contrastar con los fluidos no newtonianos, que pueden volverse más espesos o más delgados cuando se aplica tensión. Es posible que la viscosidad de un fluido newtoniano cambie si se expone a diferentes temperaturas o presiones en lugar de aplicaciones externas de fuerza. Muchos fluidos se vuelven más espesos a medida que se enfrían, por ejemplo, aunque todavía reaccionan a las fuerzas de cizallamiento sin un cambio en la viscosidad.

El factor definitorio de cualquier fluido newtoniano es que fluirá igual cuando se aplica una gran cantidad de fuerza que cuando se deja solo. Esto significa que se puede mezclar vigorosamente sin cambiar su viscosidad. Otra forma de describir estos fluidos es que tienen una relación lineal entre viscosidad y esfuerzo cortante. Independientemente del esfuerzo cortante aplicado a estos fluidos, el coeficiente de viscosidad no cambiará.

Muchos fluidos diferentes son newtonianos, incluido el agua, ciertos aceites y el aire. La importancia de este hecho se puede ver al examinar los diferentes fluidos que no comparten esta característica. Algunos fluidos presentan un espesamiento por cizallamiento, lo que significa que la viscosidad aumenta en presencia de una fuerza externa. Si el agua o el aire exhibieran estas propiedades, los corredores y nadadores encontrarían que el entorno se espesaba a su alrededor a medida que intentaban moverse más rápido. Este tipo de efecto se puede ver cuando se mezclan agua y almidón de maíz para crear un fluido no newtoniano, que es líquido si se deja solo, pero se solidificará y permitirá que alguien lo atraviese.

Es posible que la viscosidad de un fluido newtoniano cambie a través de factores distintos de la fuerza aplicada externamente, como la temperatura y la presión. Los líquidos comprimibles tenderán a espesarse bajo presión, mientras que los líquidos incompresibles presentan un cambio insignificante en las mismas circunstancias. Estos fluidos también pueden cambiar de densidad cuando se exponen a temperaturas extremas, lo que puede provocar un aumento o una disminución de la viscosidad. Un fluido que ha cambiado de viscosidad a través de uno de estos métodos seguirá mostrando una relación lineal entre la viscosidad y el esfuerzo cortante.