Guía esencial de medición de viscosidad y sus instrumentos más usados
La consistencia es un componente esencial de los fluidos, ya sea líquidos o gases, que nos permite anticipar su comportamiento tanto en su fabricación como en su uso definitivo. Teniendo en cuenta su relevancia, en el presente texto nos enfocamos en explicar qué significa la consistencia de un fluido y cómo se puede evaluar. Asimismo, en este escrito se presenta información acerca de los distintos niveles de consistencia que poseen ciertos productos, tales como las cremas de belleza, los barnices para cerámica y los agroquímicos.
La comprensión de la resistencia interna de los líquidos Qué es la viscosidad
La viscosidad de un fluido hace referencia a su resistencia al flujo y a su capacidad de deformación. Al aplicar una fuerza, las partículas del fluido ejercen fricción interna para oponerse al desplazamiento. Cuanto mayor sea la fricción, mayor fuerza se requerirá para hacer que el fluido se mueva, lo cual se conoce como cizallamiento.Sorprendentemente, la mayoría de fluidos presentan viscosidad, aunque algunos tengan niveles muy bajos de resistencia. Solamente los fluidos ideales o superfluidos no tienen viscosidad y, por lo tanto, fluyen de forma infinita sin fricción. Por el contrario, existen fluidos con alta viscosidad, cuyas partículas se atraen con gran fuerza, lo que los hace densos.Clasificación de los fluidos en función de su consistencia
Los fluidos Newtonianos son aquellos que siguen la ley de Newton. Esto implica que, ante una temperatura y presión especificada, la viscosidad permanece constante en el fluido, independientemente de la fuerza de cizallamiento. Un ejemplo típico de estos fluidos es el agua.Por otro lado, encontramos los fluidos no Newtonianos, que presentan una viscosidad que varía al cambiar la fuerza de cizallamiento. Por esta razón, para comparar la viscosidad de dos fluidos no Newtonianos, es necesario medirlos en las mismas condiciones. Muchos productos industriales complejos se consideran fluidos no Newtonianos, como las pinturas o cosméticos.
Por último, analizamos los fluidos tixotrópicos, cuya viscosidad disminuye en el tiempo si se aplica una fuerza de cizallamiento constante. En otras palabras, si se agita de forma continua, estos fluidos se vuelven más fluidos.
La medición de la consistencia de un líquido Qué métodos se utilizan
El viscosímetro es el principal instrumento para determinar la viscosidad de un fluido. A continuación, se explican dos tipos de viscosímetros que pueden ser de utilidad:
El viscosímetro de rotación, también conocido como viscosímetro de tambor giratorio, es ampliamente utilizado para medir la viscosidad de un fluido. Este método consiste en sumergir un husillo en un cilindro lleno del fluido a analizar. Como su nombre lo indica, el husillo gira para determinar la fuerza requerida para mover el fluido.
Otra forma de medir la viscosidad de un fluido es con un viscosímetro de copa Ford. Este tipo de viscosímetro se utiliza principalmente para medir la viscosidad de fluidos de baja consistencia. Su funcionamiento es sencillo: el fluido se vierte en un cilindro con una boquilla cerrada en la parte inferior. Una vez lleno, se abre la boquilla y se mide el tiempo que tarda el fluido en desprenderse del cilindro. Cuanto más tiempo tarde en caer, más viscoso es el fluido.
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La medición de la viscosidad es crucial en múltiples aplicaciones tanto industriales como de investigación. La viscosidad es una propiedad física de los fluidos que indica su resistencia al flujo. Los fluidos con alta viscosidad son más pegajosos y densos, mientras que los de baja viscosidad son más fluidos y delgados. ¡Elegir el instrumento adecuado para medir la viscosidad es clave para garantizar resultados precisos y confiables!
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Calibración de viscosímetros según norma
La importancia de la medición de la viscosidad en la industria: de la alimentación a la cosmética
En diferentes sectores industriales, como la alimentación, la cosmética o la farmacéutica, es común llevar a cabo pruebas de viscosidad en diversos productos. Estas mediciones se realizan en distintas etapas, desde la investigación y desarrollo hasta el control de calidad del producto final. La viscosidad puede variar considerablemente entre diferentes productos, como por ejemplo un aderezo para ensaladas fino y de baja viscosidad frente a un ketchup más espeso con un comportamiento de flujo "shear thinning".
Cómo garantizar una medición precisa con un viscosímetro calibradoPara lograr resultados precisos al medir sustancias con diferentes viscosidades, es fundamental asegurarse de que el viscosímetro esté calibrado en el rango adecuado. Los viscosímetros rotacionales modernos, como la serie BYK byko-visc RT, permiten al usuario verificar y calibrar el instrumento en el lugar de trabajo utilizando aceites estándar certificados según la norma ISO 17025.
La importancia de la temperatura en la calibraciónTeniendo en cuenta que la viscosidad está estrechamente relacionada con la temperatura, es esencial que los aceites de calibración estén certificados a temperaturas específicas, que deben mantenerse durante la medición. La mayoría de los aceites están certificados a 25°C, aunque también existen opciones con temperaturas más altas e incluso con certificaciones a múltiples temperaturas. Es crucial mantener la temperatura del aceite y del husillo durante la calibración, lo cual se puede lograr mediante el uso de un baño de agua o de otros accesorios que garanticen la estabilidad térmica.
Viscosidad absoluta
La resistencia que debe superar un líquido para empezar a fluir debido a su fricción interna. También se conoce como viscosidad dinámica.
Centipoise
Unidad de medida equivalente a 1/100 de un aplomo para medir la viscosidad dinámica. Se abrevia cP, cps, cp y cPs.
Estos líquidos, también conocidos como fluidos espesantes por cizallamiento, se caracterizan por aumentar su viscosidad a medida que se incrementa la velocidad de cizallamiento. En otras palabras, cuanto más se agitan o mezclan, más espesos se vuelven. Un ejemplo de esto son los líquidos con sólidos en suspensión, como algunos caramelos o mezclas de arena y agua, que se comportan como fluidos dilatantes.
Además, este tipo de viscosidad se conoce como viscosidad de cizallamiento, que se define como la resistencia de una capa de líquido a moverse sobre otra. En otras palabras, es la fuerza necesaria para que un fluido fluya a una determinada velocidad.
dyne-cm
Unidad de medida tradicionalmente utilizada para medir la tensión...
La tixotropía, que hace que un líquido se vuelva más fluido con la agitación, es un comportamiento poco común, pero se puede observar en algunos productos como gelatinas, mantecas, grasas, tintas de impresión pesadas o soluciones coloidales.
Torque
La fuerza rotacional equivalente a la fuerza lineal. En un viscosímetro se mide como la energía necesaria para que un husillo gire una cierta distancia mientras está inmerso en una muestra. La multiplicación de la fuerza (F) por la distancia (r) es igual al torque. La distancia se mide desde el punto de pivote hasta el lugar donde se aplica la fuerza. La unidad SI de torque es el Newton-metro (N-m).
Viscosímetro
La palabra "viscosímetro" se usó por primera vez en 1883 y se refiere a un instrumento utilizado para medir la viscosidad de los líquidos. Este aparato mide la resistencia que un líquido presenta al ser sometido a cierto grado de esfuerzo.
