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Adelgazamiento por cizallamiento (pseudoplasticidad)

1925
  • Wilhelm Ostwald
Demostración del comportamiento de adelgazamiento por cizallamiento en laboratorio con ketchup.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El adelgazamiento por cizallamiento, o pseudoplasticidad, es una no newtoniano comportamiento donde un fluido viscosidad decreases with an increasing rate of tensión de cizallamiento. Many common substances, like ketchup or paint, exhibit this property. At rest, they are thick, but they flow more easily when shaken, stirred, or spread. This is often modeled by the Ostwald–de Waele power-law relationship.

El comportamiento pseudoplástico se debe típicamente a la alineación de la estructura interna del fluido bajo cizallamiento. En soluciones poliméricas, por ejemplo, las moléculas de cadena larga se encuentran enrolladas y entrelazadas aleatoriamente en reposo, lo que resulta en una alta viscosidad. Al aplicar cizallamiento, estas cadenas comienzan a desenredarse y alinearse en la dirección del flujo. Esta alineación reduce las interacciones y la fricción entre las moléculas, lo que provoca una disminución de la viscosidad aparente. Cuanto mayor sea el cizallamiento del fluido, mayor será la alineación de las moléculas y menor la viscosidad, hasta que potencialmente alcance una meseta inferior.

Esta propiedad es muy deseable en muchas aplicaciones. Por ejemplo, la pintura debe ser lo suficientemente espesa en el envase para evitar que los pigmentos se asienten y gotee del pincel (bajo cizallamiento), pero debe fluir fácilmente al aplicarla sobre una superficie (alto cizallamiento). De igual manera, las tintas de impresión deben fluir desde la prensa de impresión al papel, pero luego permanecer fijas sin mancharse. En la industria alimentaria, productos como el yogur y la crema están diseñados para que se sientan espesos en la boca (bajo cizallamiento) pero sean fáciles de tragar (alto cizallamiento). Lo opuesto a la fluidificación por cizallamiento es el espesamiento por cizallamiento, donde la viscosidad aumenta con la velocidad de cizallamiento.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Mecánica

Tipo

Propiedad física

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Observación de viscosidad anómala en coloides y soluciones de polímeros
  • Desarrollo de viscosímetros capaces de medir la viscosidad a diferentes velocidades de cizallamiento
  • La ley de viscosidad de Newton como base para la comparación

Aplicaciones

  • pinturas que son espesas en la lata pero se extienden fácilmente con un pincel
  • ketchup que fluye fácilmente de la botella cuando se agita
  • Esmalte de uñas que se aplica suavemente pero permanece en la uña.
  • circulación sanguínea, ya que la sangre es un fluido pseudoplástico
  • Lodos de perforación que se bombean fácilmente pero que pueden suspender los recortes de roca en reposo

Patentes:

NA

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Relacionado con: adelgazamiento por cizallamiento, pseudoplasticidad, viscosidad, reología, soluciones poliméricas, ketchup, pintura, fluido de ley de potencias.

Contexto histórico

Adelgazamiento por cizallamiento (pseudoplasticidad)

1921
1922
1924
1925
1926
1926
1927
1920
1921
1924
1924
1925
1926
1927
1927

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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