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2.2 Fluidos newtonianos y no newtonianos.

Fluidos newtonianos

Los fluidos newtonianos son llamados así después de que Isaac Newton describiera el flujo viscoso. El fluido newtoniano no posee propiedades elásticas, es incompresible, isotrópico y carente de estructura y, como el sólido de Hooke, no existe en la realidad. Sin embargo, muchos líquidos reales muestran un comportamientonewtoniano en un amplio rango de esfuerzos cortantes. Estos líquidos son a los que los reólogos se refieren como “líquidos newtonianos” (Muller, 1973).

El comportamiento reológico de un fluido newtoniano se ilustra en la Figura 1–2, en la que un fluido está contenido en entre dos placas paralelas. La placa superior es obligada a moverse con una velocidad v, relativa con respecto a la placa inferior,esta fuerza es debida a la aplicación de una fuerza cortante F por unidad de área (se considera que los efectos de borde son despreciables) o lo que es lo mismo, un esfuerzo cortante o tensión de cizalladura, g. Las capas del fluido en contacto con las placas se considera que se mueven a la misma

velocidad que la superficie con la que están en contacto, lo que supone que no tiene lugardeslizamiento en las paredes. Entonces el fluido se comporta como una serie de capas paralelas, o láminas, cuyas velocidades son proporcionales a su distancia a la placa inferior.

Así, el comportamiento reológico de los fluidos ideales o newtonianos puede describirse mediante la ley de Newton de la viscosidad, que viene expresada por la ecuación:
g=Mý(2)

que indica que cuando un fluido es sometido a un esfuerzo cortante, g, existe una proporcionalidad directa entre al velocidad de deformación o gradiente de velocidad, ý, que sufre el fluido y dicho esfuerzo cortante. Esta constante de proporcionalidad, M,es el llamado coeficiente de viscosidad, viscosidad dinámica o simplemente viscosidad (Charm, 1960).

En este tipo de fluidos laviscosidad sólo depende de la temperatura y composición, siendo independiente del tiempo, de la velocidad de deformación y de la historia previa del fluido (Rao, 1977b).

Un número limitado de alimentos muestran características de flujo ideal, entre los que se encuentran algunos tan importantes fisiológicamente como el agua, nutritivamente como la leche y económicamente como las bebidas refrescantes.Son muchos los autores que, como resultado de sus investigaciones, atribuyen un comportamiento casi newtoniano a gran número de alimentos fluidos. Como ejemplo de los más nombrados se pueden citar el agua y las disoluciones diluidas de azúcares (Perry y Chilton, 1982); las bebidas carbónicas, las bebidas alcohólicas (si no contienen moléculas de

cadena larga), los extractos de carne; eljarabe de maíz (Rao, 1975) y ciertas mieles (Rao, 1977 a); algunos aceites ligeros de cocina y la leche cruda y homogeneizada (Steffe et al., 1986), el huevo y algunos de sus derivados (Scalzo et al., 1970). En la bibliografía, son también muy numerosas las citas que consideran el comportamiento newtoniano de los zumos clarificados y despectinizados de diversas frutas en un rango amplio detemperaturas y

concentraciones de sólidos solubles (Saravacos, 1970; Rao et al., 1984; Schwartz y Costell, 1989; Ibarz et al., 1992; Khalil et al., 1989).

Fluidos no newtonianos

Son aquellos fluidos que no cumplen la ley de Newton de la viscosidad, por lo tanto, la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación deja de ser lineal.

Estos fluidos se caracterizan porque suviscosidad no permanece constante cuando la temperatura y la composición permanecen invariables, sino que depende del esfuerzo cortante o gradiente de velocidad y, a veces, del tiempo de aplicación del esfuerzo y de la historia previa del producto o muestra. Ello es debido a que la constitución física varía al someter el producto a los efectos de rozamiento a lo largo del tiempo. Dado que en este tipo...