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En mecánica de medios continuos , la viscosidad dependiente del tiempo es una propiedad de los fluidos cuya viscosidad cambia en función del tiempo. El tipo más común es la tixotropía , en la que la viscosidad de los fluidos sometidos a cizallamiento continuo disminuye con el tiempo; lo opuesto es la reopectítica , en la que la viscosidad aumenta con el tiempo.
fluidos tixotrópicos
Algunos fluidos pseudoplásticos no newtonianos presentan un cambio de viscosidad dependiente del tiempo y un comportamiento tensión-deformación no lineal, en el que cuanto mayor es el tiempo de exposición al esfuerzo cortante , menor es su viscosidad. Un fluido tixotrópico es aquel que tarda en alcanzar el equilibrio de viscosidad al ser sometido a un cambio brusco en la velocidad de corte. Cuando el esfuerzo cortante en un fluido tixotrópico supera un cierto umbral, se produce una ruptura de la microestructura del fluido y se manifiesta como un fluido pseudoplástico .
Ciertos geles o fluidos que son espesos (viscosos) en condiciones estáticas comienzan a volverse más fluidos y a fluir al agitarlos o someterlos a cualquier otra tensión. Cuando cesa la tensión, recuperan su estado más viscoso tras un tiempo. Algunos fluidos tixotrópicos, como el kétchup, vuelven a su estado de gel casi instantáneamente y se denominan fluidos pseudoplásticos . Otros, como el yogur, tardan mucho más y pueden llegar a solidificarse casi por completo. Muchos geles y coloides son materiales tixotrópicos, que presentan una forma estable en reposo, pero se vuelven cada vez más fluidos al agitarlos.
Ejemplos y aplicaciones
El citoplasma , el líquido sinovial (que se encuentra en las articulaciones entre algunos huesos) y la sustancia fundamental del cuerpo humano son todos tixotrópicos, al igual que el semen . [ 1 ] Algunas variedades de miel (por ejemplo, la miel de brezo ) pueden exhibir tixotropía bajo ciertas condiciones.
Algunas arcillas (incluidas la bentonita y la montmorillonita ) presentan tixotropía, al igual que ciertos depósitos arcillosos que se encuentran en cuevas (los arroyos subterráneos de flujo lento tienden a depositar sedimentos de grano fino en bancos de lodo que inicialmente parecen secos y sólidos, pero que luego se vuelven húmedos y fluidos al excavar o alterarse). Los lodos de perforación utilizados en aplicaciones geotécnicas pueden ser tixotrópicos.
Semi-solid casting processes such as thixomoulding use the thixotropic property of some alloys (mostly light metals, e.g. bismuth) to great advantage. Within certain temperature ranges and with appropriate preparation, these alloys can be injected into molds in a semi-solid state, resulting in a cast with less shrinkage and other superior properties than those cast in normal injection molding processes.
Solder pastes used in electronics manufacturing printing processes are thixotropic.
Many kinds of paints and inks (e.g. the plastisols used in silkscreentextile printing) exhibit thixotropic qualities. In many cases it is desirable for an ink or paint to flow sufficiently fast to form a uniform layer, but then resist further flow (which on vertical surfaces can result in sagging). Thixotropic inks that quickly regain a high viscosity are used in CMYK-type printing processes; this is necessary to protect the structure of the dots for accurate color reproduction.
Thread-locking fluid is a thixotropic adhesive that cures anaerobically.
Thixotropy has been proposed as a scientific explanation of blood liquefaction miracles such as that of Saint Januarius in Naples.[2]
Other examples of thixotropic fluids are gelatine, shortening, cream, xanthan gum solutions, aqueous iron oxide gels, pectin gels, hydrogenated castor oil, carbon black suspension in molten tire rubber, many floc suspensions, and many colloidal suspensions.
Rheopectic fluids
Basically the mirror of thixotropy, rheopectic fluids are an even rarer class of non-Newtonian fluids that exhibit a time-dependent increase in viscosity; they thicken or solidify when shaken or agitated. The longer they undergo a shearing force, the higher their viscosity becomes,[3] as the microstructure of a rheopectic fluid builds under continuous shearing (possibly due to shear-induced crystallization).
Examples and Applications
Examples of rheopectic fluids include some gypsum pastes, printer inks, and lubricants.
También se están llevando a cabo intensas investigaciones sobre materiales reopécticos, especialmente en lo que respecta a sus posibles usos en la absorción de impactos . Además de sus evidentes aplicaciones militares, el acolchado y el blindaje reopéctico podrían ofrecer ventajas significativas sobre otros materiales que se utilizan actualmente en una amplia gama de campos, desde artículos deportivos y calzado atlético hasta paracaidismo y seguridad automovilística.
Se pueden obtener conocimientos adicionales sobre la reopectítica y los posibles usos de los fluidos reopécticos mediante una mayor investigación sobre la física de la histéresis . [ 4 ]
Véase también
- dinámica de fluidos
- Viscosidad
- Reopectítica : Cuanto más tiempo se somete un fluido a una fuerza de cizallamiento, mayor es su viscosidad. Comportamiento de engrosamiento por cizallamiento dependiente del tiempo.
- Tixotropía : Cuanto más tiempo se somete un fluido a una fuerza de cizallamiento, menor es su viscosidad. Se trata de un comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento que depende del tiempo.
- Espesamiento por cizallamiento : similar a la reopectítica, pero independiente del paso del tiempo.
- Adelgazamiento por cizallamiento : similar a la tixotropía, pero independiente del paso del tiempo.
Notas
- ↑ Hendrickson, T: "Masaje para afecciones ortopédicas", página 9. Lippincott Williams & Wilkins, 2003.
- ↑ "La sangre de San Genaro | CICAP" . www.cicap.org . Consultado el 10 de abril de 2026 .
- ↑ "BBC Science - Cómo: hacer un líquido que también sea un sólido" . Bbc.co.uk. 5 de agosto de 2013. Consultado el 8 de marzo de 2015 .
{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace ) - ↑ Harlow, Francis H.; Welch, J. Eddie (1965). "Cálculo numérico del flujo viscoso incompresible dependiente del tiempo de un fluido con superficie libre" . Física de fluidos . 8 (12): 2182. doi : 10.1063/1.1761178 . Consultado el 25 de mayo de 2014 .
Referencias
- JR Lister y HA Stone (1996). Deformación viscosa dependiente del tiempo de una gota en un fluido más denso que gira rápidamente. Journal of Fluid Mechanics, 317, pp 275–299 doi:10.1017/S0022112096000754
- Reiner, M., y Scott Blair, Terminología de reología, en Reología , vol. 4, págs. 461, (Nueva York: Academic Press, 1967)
- Harlow, Francis H.; Welch, J. Eddie (1965). "Cálculo numérico del flujo viscoso incompresible dependiente del tiempo de un fluido con superficie libre" . Física de fluidos . 8 (12): 2182. doi : 10.1063/1.1761178 . Consultado el 25 de mayo de 2014 .
- Viscosidad