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Fluido não newtoniano

Fluidos não newtonianos são fluidos que não obedecem à lei de Newton da viscosidade e que não têm um comportamento padrão.
Homem manipulando amido de milho em água, um fluido não newtoniano.
O amido de milho em água é um fluido não newtoniano.

Os fluidos não newtonianos são fluidos caracterizados por não obedecerem à lei de Newton da viscosidade, por não terem um comportamento padrão, e por terem viscosidade não constante e dependendente da tensão de cisalhamento ou da taxa de deformação.

Leia também: O que são fluidos?

Resumo sobre fluido não newtoniano

  • Os fluidos não newtonianos são aqueles que não obedecem à lei de Newton da viscosidade.
  • O sangue, as tintas látex, as soluções de polímeros usados na indústria e cosméticos, a areia movediça e a pasta de dente são exemplos de fluidos não newtonianos.
  • Os fluidos não newtonianos podem ser pseudoplásticos, dilatantes, plástico de Bingham, tixotrópicos, reopécticos ou viscoelásticos.
  • Não se tem definido completamente como o fluido não newtoniano funciona microscopicamente.
  • A viscosidade do fluido não newtoniano depende da tensão de cisalhamento ou taxa de deformação aplicada sobre ele.

O que é fluido não newtoniano?

Os fluidos não newtonianos são os fluidos que, por não obedecerem à lei de Newton da viscosidade (neles a tensão de cisalhamento não é proporcional ao gradiente de velocidade), não é possível prever com tanta facilidade o seu comportamento, como é o caso dos líquidos newtonianos que obedecem à lei de Newton da viscosidade (neles a tensão de cisalhamento é proporcional ao gradiente de velocidade).

Existem diversos exemplos de fluidos não newtonianos, alguns deles são sangue, tintas látex, soluções de polímeros usados na indústria e cosméticos, areia movediça, amido de milho em água, pasta de dente e muito mais.

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Principais características do fluido não newtoniano

Os fluidos não newtonianos apresentam algumas características específicas, como:

  • Não obedecem à lei de Newton da viscosidade.
  • Nem todos os fluidos não newtonianos apresentam o mesmo comportamento.
  • Dependendo da força aplicada sobre o fluido não newtoniano, ele pode se comportar ora como líquido, ora como sólido.
  • Viscosidade não constante e dependente da tensão de cisalhamento ou da taxa de deformação.

Quais os tipos de fluido não newtoniano?

Os principais tipos de fluidos não newtonianos são os pseudoplásticos, dilatantes, plástico de Bingham, tixotrópicos, reopécticos e viscoelástico, dependendo do seu comportamento.

  • Fluidos pseudoplásticos: são tipos independentes do tempo em que a viscosidade aparente diminui com o aumento da tensão de cisalhamento. Exemplos: suco de laranja e areia movediça.
  • Fluidos dilatantes: são tipos independentes do tempo em que a viscosidade aparente cresce com o aumento da tensão de cisalhamento. Exemplos: cola acrílitica e suspensões de areia.
  • Fluidos plástico de Bingham: são tipos independentes do tempo que não escoam até que a tensão de cisalhamento seja maior que um determinado valor da tensão de escoamento.  Exemplos: pasta de dente, argila e talco.
  • Fluidos tixotrópicos: são aqueles que dependem do tempo, de modo que a tensão de cisalhamento diminui ao longo do tempo. Exemplos: molho de tomate e margarina.
  • Fluidos reopécticos: são aqueles que dependem do tempo, de modo que a viscosidade aparente aumenta ao longo do tempo. Exemplos: suspensões de bentonita e gesso, suspensão de oleato de amônio.
  • Fluidos viscoelástico: são aqueles que dependem do tempo, de modo que podem se comportar como fluido e sólido. Exemplos: gelatinas e massa de pão.

Veja também: Qual é a resistência dos fluidos?

Como fazer fluido não newtoniano em casa?

Fluido não newtoniano sendo feito em casa.
Fluido não newtoniano.[1]

O fluido não newtoniano mais fácil de se fazer em casa é o amido de milho ou polvilho em água. Para fazê-lo, basta seguir as orientações abaixo.

  • Ingredientes:
    • amido de milho ou polvilho;
    • água.
  • Modo de fazer:
    • Coloque o amido de milho ou o polvilho em um refratário, em seguida coloque água e mexa até ficar homogêneo.
    • Caso ele fique sólido ou empedrado, coloque mais água.
    • Caso ele fique líquido demais, coloque mais amido ou polvilho.

Como funciona o fluido não newtoniano?

A explicação de como o fluido não newtoniano funciona microscopicamente ainda não está totalmente definida, já que os modelos e experimentos computacionais se divergem devido à complexidade das interações microscópicas desse fluido.

O que se sabe é que a viscosidade do fluido não newtoniano varia com a tensão de cisalhamento ou taxa de deformação aplicada sobre ele. Dessa forma, ele pode exibir um comportamento parecido com um sólido ou com um líquido.

Vale lembrar que viscosidade é a propriedade dos fluidos que indica a sua resistência ao fluxo de escoamento e que tensão de cisalhamento é a força que se aplica paralelamente à superfície de um corpo.

Curiosidades sobre fluido não newtoniano

Maionese e ketchup, exemplos de fluidos não newtonianos.
Maionese e ketchup são fluidos não newtonianos.

Existem diversas curiosidades sobre os fluidos não newtonianos, pensando nisso, selecionamos algumas abaixo:

  • A maionese e o ketchup, utilizados como condimento, são fluidos não newtonianos.
  • O fluido não newtoniano resultado da mistura de amido de milho e água é chamado de Oobleck.
  • O fluido não newtoniano pode ser usado em equipamentos de proteção e indústria de cosméticos e higiene pessoal.
  • O fluido não newtoniano pode se comportar aparentemente como um fluido newtoniano, dependendo das condições em que se encontra.

Crédito de imagem

[1] Wang Sing / Shutterstock

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.

Publicado por Pâmella Raphaella Melo

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