Física en la Cabrera Regional (Tecamachalco)

"La ciencia no se detiene"

Oobleck: La sustancia que te permite caminar sobre el agua

Al mezclar agua con harina de maíz (con una relación aproximada de 1 parte de agua y 2 partes de harina de maíz) se forma una sustancia conocida como Oobleck, llamada así debido a una sustancia similar que aparece en el cuento de Dr Seuss “Bartholomeo y el Oobleck”.

El Oobleck es muy conocido por ser uno de los fluidos no – newtonianos, que actúa como un líquido cuando se lo vuelva, pero como un sólido cuando se ejerce una fuerza sobre él. En las escuelas se suelen hacer muchas experiencias con él.

A su vez esta sustancia es famosa por ser un líquido sobre el cual se puede caminar si se lo hace a una velocidad adecuada. Desde hace años se vienen haciendo experiencias en las que las personas son invitadas a caminar sobre una piscina llena con esta sustancia, como en el siguiente video:

Fluidos no-newtonianos

Se puede ver, que si la persona camina rápidamente sobre el fluido puede llegar al otro extremo de la piscina sin problemas, pero si se detiene sobre esta, se hunde y el Oobleck revela su estado líquido. Esto sucede porque se trata de una sustancia dependiente de la presión que se le aplica. Al tocarlo con suficiente fuerza, el oobleck parece un sólido, ya que esto provoca que su viscosidad aumente.

Estos fluídos cuya viscosidad no es definida y constante, sino que depende de la presión a la que es sometida, se conocen como fluídos no-newtonianos.

Hasta hace un tiempo, el problema con estos líquidos-sólidos era que que los científicos no podían explicar por completo cómo ocurría este fenómeno. Por suerte, hoy se conoce la respuesta a esta interrogante. Si bien existían varias hipótesis, recientemente se ha llevado a cabo un experimento que ha permitido demostrar experimentalmente este hecho con gran precisión.

¿Cómo se llevó a cabo el experimento?

El objetivo de este experimento era conocer lo qué sucedía con las partículas de la mezcla cuando impactaba con la barra de aluminio.

Para realizarlo, prepararon la mezcla de harina de maíz con agua, con una mezcladora de cemento y la colocaron en un contenedor, donde se utilizaron cámaras de alta velocidad para poder observar con detalle lo que ocurría cuando la barra de golpeaba contra el Oobleck.

Al mismo tiempo, un acelerómetro medía en qué medida aceleraba y desaceleraba la barra y a partir de estos datos, se fué calculando la fuerza ejercida por el fluído cuando este era golpeado. Dado que lo que pretendían observar ocurría a gran velocidad, también debieron utilizar láseres, junto con rayos X y distintos sensores de movimiento ubicados tanto en la sustancia como en la barra.

Lo que descubrieron fue que, cuando el fluido es golpeado, se crea una columna sólida debajo de la superficie en donde se lo golpeó. En el momento del impacto, la barra aplasta a las partículas y, debajo de la zona de impacto, se forma un amontonamiento de estas que luego se extiende, haciendo de la mezcla un sólido momentáneo.

En este video puede observarse en cámara lenta cómo es que esto ocurre:

Una de las conclusiones que se desprende, es que, cuando no se golpea a la sustancia con suficiente fuerza, la aglomeración de partículas logra dispersarse y no se llega a formar el sólido.
Los investigadores resaltaron la importancia de conocer los mecanismos por los cuales una sustancia puede cambiar sus propiedades y las múltiples aplicaciones que esta puede tener, como servir como material de construcción o como algún tipo de chaleco antibalas.
Por cierto saludos a Hildux, Peter, Diana, Memo, Laura,, Iván,  Abrahm y su equípo quienes realizaron el mismo experimento hace unos años.
Fuente: http://www.ojocientifico.com
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Información

Esta entrada fue publicada el 20 agosto, 2013 por en Física y Química.
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