Debate: Fluidos No-Newtonianos

Descripción¶

La mayoría de los fluidos biológicos NO son como el agua. Su viscosidad cambia dependiendo de qué tan rápido se muevan o de cuánta fuerza se les aplique. En esta actividad, cuatro equipos defenderán por qué su “comportamiento extraño” es una ventaja evolutiva o industrial.

Objetivos de aprendizaje¶

1. Diferenciar entre fluidos Newtonianos, Pseudoplásticos (Shear-thinning), Dilatantes (Shear-thickening) y Plásticos de Bingham.

2. Interpretar gráficas de esfuerzo de corte ($\tau$) vs velocidad de deformación ($\dot{\gamma}$).

3. Relacionar la viscosidad variable con la función biológica.

Equipos de debate¶

Equipo 1: La sangre (El viajero veloz)¶

• Tipo: Pseudoplástico (Shear-thinning).

• Comportamiento: La viscosidad disminuye al aumentar la velocidad de flujo.

• Pregunta clave: ¿Por qué sería desastroso para el corazón si la sangre fuera un fluido Newtoniano (viscosidad constante) al pasar por capilares finos?

Equipo 2: El moco y el citoplasma (El protector versátil)¶

• Tipo: Viscoelástico / Gel tixotrópico.

• Comportamiento: Actúa como sólido en reposo (atrapa bacterias, mantiene organelas en su lugar) pero fluye como líquido bajo estrés (cuando tosemos o cuando la célula migra).

• Pregunta clave: ¿Cómo ayuda esto a evitar que las mitocondrias se caigan al fondo de la célula por gravedad?

Equipo 3: La maicena / líquido sinovial (El amortiguador)¶

• Tipo: Dilatante (Shear-thickening) bajo ciertas condiciones de impacto.

• Comportamiento: Se endurece cuando se golpea rápido.

• Pregunta clave: ¿Cómo protege esto a las articulaciones durante un salto o impacto fuerte?

Equipo 4: La ketchup / pasta de dientes (El industrial)¶

• Tipo: Plástico de Bingham (esfuerzo de fluencia).

• Comportamiento: No fluye hasta que se aplica una fuerza mínima inicial.

• Pregunta clave: ¿Por qué queremos que la pasta de dientes se quede quieta en el cepillo pero fluya fácil al presionar el tubo?

Instrucciones¶

1. Reúnanse con su equipo y analicen el comportamiento asignado.

2. Dibujen una gráfica cualitativa de Viscosidad ($\eta$) vs Velocidad de Corte ($\dot{\gamma}$) para su fluido.

3. Preparen una defensa de 2 minutos explicando: “¿Por qué mi comportamiento reológico es perfecto para mi función?”.

Entregable¶

Un “Perfil reológico” (una hoja por grupo) que incluya:

1. Clasificación del fluido.

2. La gráfica dibujada.

3. Un ejemplo de aplicación real.

Rúbrica de Evaluación¶