Viscosidad de los Fluidos

Los líquidos se caracterizan porque las fuerzas internas en un líquido no dependen de la deformación total, aunque usual sí dependen de la velocidad de deformación, esto es lo que diferencia a los sólidos deformables de los líquidos. Los fluidos reales se caracterizan por poseer una resistencia a fluir llamada viscosidad  (flores, 2014) .Todos tenemos un concepto intuitivo de la viscosidad, ya que a lo largo de nuestra vida estamos en contacto con muchísimos fluidos diferentes. Si piensas, por ejemplo, en el agua y la miel, está clarísimo cuál de los dos líquidos es más viscoso que el otro, lo mismo que si piensas en la miel y el alquitrán semifundido.

En general, un fluido muy viscoso se resiste al deslizamiento de unas capas sobre otras, con lo que tiende a mantenerse unido, mientras que uno muy fluido –muy poco viscoso– se desliza sin el menor problema. De hecho, si lo llevamos al extremo, un fluido de una viscosidad gigantesca se resistirá a cambiar de forma, con lo que su comportamiento se parecerá más a un sólido que a un fluido propiamente dicho. El caso de la viscosidad se parece hasta cierto punto al de la resistencia eléctrica. La resistencia es la oposición que presenta un conductor al paso de la corriente, y la viscosidad es la oposición que presenta un fluido al desplazamiento entre sus capas.

En la electricidad existía una magnitud inversa a la resistencia, que indicaba la facilidad de paso de corriente por el cuerpo: la conductancia, inversamente proporcional a la resistencia. Dado que es más fácil medir empíricamente la resistencia, fue ésa la que terminamos usando más a menudo. Bien, aquí pasa casi lo mismo: existe una magnitud inversamente proporcional a la viscosidad, la fluidez, que mide lo fácil que es desplazar una capa de fluido sobre las demás. Pero, como en el caso anterior, es más fácil medir resistencia al desplazamiento, de modo que lo que solemos utilizar es la viscosidad, y por esa razón hablamos de ella aquí   (el tamiz, s.f.)

Otra manera de visualizarlo es así: cuando una parte de un fluido se desliza respecto a otra aparece una fricción que se opone a ese deslizamiento. Esa fricción depende de la velocidad relativa (cuanto más rápido se mueve una respecto a otra, más fricción) y a la viscosidad del fluido – mover una capa de aire respecto a otra no cuesta lo mismo que una capa de miel respecto a otra a la misma velocidad, ni mucho menos. Ése es el efecto de la viscosidad en el comportamiento de los fluidos.También es posible mirarlo al revés: no fijarse en la resistencia al deslizamiento como consecuencia de él, sino observar cuánto deslizamiento aparece si forzamos una capa a moverse. 

La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones cortantes o tensiones de tracción. La viscosidad corresponde con el concepto informal de "espesor". Por ejemplo, la miel tiene una viscosidad mucho mayor que el agua.

La viscosidad es una propiedad física característica de todos los fluidos, el cual emerge de las colisiones entre las partículas del fluido que se mueven a diferentes velocidades, provocando una resistencia a su movimiento. Cuando un fluido se mueve forzado por un tubo, las partículas que componen el fluido se mueven más rápido cerca del eje longitudinal del tubo, y más lentas cerca de las paredes. Por lo tanto, es necesario que exista una tensión cortante (como una diferencia de presión) para sobrepasar la resistencia de fricción entre las capas del líquido, y que el fluido se siga moviendo por el tubo. Para un mismo perfil radial de velocidades, la tensión requerida es proporcional a la viscosidad del fluido.

Un fluido que no tiene viscosidad se llama fluido ideal. La viscosidad nula solamente aparece en superfluidos a temperaturas muy bajas. El resto de fluidos conocidos presentan algo de viscosidad. Sin embargo, el modelo de viscosidad nula es una aproximación bastante buena para ciertas aplicaciones.

La viscosidad de algunos fluidos se mide experimentalmente con viscosímetros y reómetros. La parte de la física que estudia las propiedades viscosas de los fluidos es la reología.

Cabe señalar que la viscosidad solo se manifiesta en fluidos en movimiento, ya que cuando el fluido está en reposo adopta una forma tal en la que no actúan las fuerzas tangenciales que no puede resistir. Es por ello por lo que llenado un recipiente con un líquido, la superficie del mismo permanece plana, es decir, perpendicular a la única fuerza que actúa en ese momento, la gravedad, sin existir por tanto componente tangencial alguna.

Si la viscosidad fuera muy grande, el rozamiento entre capas adyacentes lo sería también, lo que significa que éstas no podrían moverse unas respecto de otras o lo harían muy poco, es decir, estaríamos ante un sólido. Si por el contrario la viscosidad fuera cero, estaríamos ante un superfluido que presenta propiedades notables como escapar de los recipientes aunque no estén llenos (véase Helio-II).

1)    Astronomía . (2012). Obtenido de https://www.astromia.com/astronomia/teoriabigbang.htm