Fundamentos de Fluidos: Propiedades, Reología y Tipos Clave

Fundamentos de los Fluidos: Propiedades, Reología y Clasificación

Definición de Fluidos

Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente al ser sometida a un esfuerzo cortante (o tangencial), sin importar cuán pequeño sea este. Debido a su poca cohesión intermolecular, carece de forma propia y adopta la forma del recipiente que lo contiene. De hecho, según estas dos definiciones, los fluidos comprenden los estados líquido y gaseoso de la materia.

Propiedades Clave de los Fluidos

Viscosidad

La viscosidad es la propiedad de un fluido que da lugar a fuerzas que se oponen al movimiento relativo de capas adyacentes en el fluido. Estas fuerzas viscosas se originan en las interacciones entre las moléculas del fluido y son de carácter similar a las fuerzas cortantes de los sólidos.

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 que, al llenar 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. La viscosidad es característica de todos los fluidos, tanto líquidos como gases; si bien, en este último caso, su efecto suele ser despreciable, ya que están más cerca de ser fluidos ideales.

Reología: La Ciencia del Flujo y la Deformación

Entendiendo como fluido aquella sustancia que no puede soportar un esfuerzo sin ponerse en movimiento, podemos decir que la reología es "la ciencia del flujo y la deformación", es decir, la rama de la física que estudia el comportamiento de los fluidos sometidos a diferentes tipos de esfuerzos. El campo de la reología se extiende desde la mecánica de los fluidos newtonianos, por una parte, hasta la elasticidad de Hooke, por otra. Para tales estudios se usan aparatos llamados reómetros, que permiten cuantificar los parámetros inherentes al proceso, para así obtener, mediante gráficas adecuadas, la relación entre el esfuerzo y el cizallamiento.

Clasificación de Fluidos

1. Fluido Newtoniano

   Aquellos fluidos donde el esfuerzo cortante es directamente proporcional a la rapidez de deformación, se denominan fluidos newtonianos. Un fluido newtoniano es un fluido cuya viscosidad puede considerarse constante en el tiempo. La curva que muestra la relación entre el esfuerzo o cizalla contra su velocidad de deformación es lineal. El mejor ejemplo de este tipo de fluidos es el agua, en contraposición al pegamento, los geles y la sangre, que son ejemplos de fluidos no newtonianos.

2. Fluido No Newtoniano

   Los fluidos no newtonianos son aquellos en que el esfuerzo cortante no es directamente proporcional a la deformación. Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado, un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante, a diferencia de un fluido newtoniano.

Aplicaciones en Formas Farmacéuticas Semilíquidas

Con respecto a las formas farmacéuticas semilíquidas: Las emulsiones o suspensiones presentan a menudo un comportamiento pseudoplástico. Tal comportamiento se caracteriza por una disminución de la viscosidad a medida que el cizallamiento aumenta. Desde el punto de vista físico, esto significa que la resistencia a fluir disminuye cuando la velocidad de derrame aumenta. Esto proviene, obviamente, de la forma en que se orientan las heterogeneidades contenidas en fluidos complejos como dispersiones y emulsiones.

Suspensiones Farmacéuticas

Las suspensiones son formas farmacéuticas semilíquidas o líquidas constituidas por principios activos sólidos e insolubles, dispersos en un vehículo adecuado. Son formas farmacéuticas líquidas constituidas por partículas sólidas insolubles (o muy poco solubles), finamente divididas y homogéneamente dispersadas en una fase líquida.