Los Fluidos Midiendo Viscosidad

Los fluidos son sustancias capaces de fluir y se adaptan a la forma de los recipientes que los contiene.

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Cuando están en equilibrio los fluidos no pueden soportar fuerzas tangenciales o cortantes.Todos los fluidos son compresibles en cierto grado y ofrecen poca resistencia a los cambios de forma.

La densidad y la viscosidad son las propiedades más importantes en el flujo de fluidos.

Así, la posibilidad de obtener datos sobre la viscosidad de los materiales nos permiten tener una idea del tipo de producto con el que estamos trabajando.

Los laboratorios de la mayor parte de las industrias farmacéutica, alimenticia, química, etc. necesitan tomar medidas de viscosidad de sus productos en sus diferentes etapas de elaboración.

La idea de este artículo es brindar información útil sobre cómo tomar una medida de viscosidad y presentar una reseña de los diferentes procedimientos vinculados al uso del viscosímetro, tales como su mantenimiento, la ejecución de pruebas para verificar su calibración, y la técnica seguida para su certificación.

La idea de este último punto es permitir al usuario de un viscosímetro Brookfield auditar la calidad del servicio técnico prestado por su proveedor habitual.

Técnicas para medir viscosidad

Revisaremos aquí el procedimiento de medición de la viscosidad con equipos Brookfield aunque sin centrarnos en el detalle operativo de los mismos, ya que como cualquier instrumento de precisión, tal información está incluida en el correspondiente Manual del Usuario.

• ¿Qué datos son relevantes a la hora de tomar una medida de viscosidad?

Los datos que se deben registrar son: modelo del viscosímetro, tipo de aguja (o spindle o rotor), accesorio (si los hubiera), velocidad rotacional, dimensiones del recipiente, temperatura, tiempo de rotación de la aguja, procedimiento de preparación de la muestra (si lo hubiera), y probable uso del guardaleg.

• ¿Que debo controlar de la aguja y del guardaleg?

Antes de usar una determinada aguja es preciso examinarla para descartar posibles defectos por golpes o por corrosión que pudieran ocasionar lecturas falsas.

A ese respecto, el guardaleg resulta útil para proteger a la aguja de los golpes y es imprescindible para la calibración de los modelos LV y RV, especialmente cuando se utilizan las agujas #1 y #2.

• ¿Cómo seleccionar la velocidad de la aguja?

Cuando el protocolo de medición de la muestra a medir es conocido, hay que prestar especial a cumplirlo fielmente en lo que hace al modelo de viscosímetro, la aguja que corresponda y la velocidad especificada.

Si el protocolo no es conocido, el método a utilizar es el de prueba y error, verificando siempre que la lectura del dial del viscosímetro analógico o del display del viscosímetro digital esté siempre entre 10 y 100 del porcentaje de torque.

Si la lectura es superior al 100%, se debe seleccionar una velocidad más baja y/o una aguja más pequeña; por el contrario, si la lectura es inferior al 10% se debe seleccionar una velocidad más alta y/o una aguja más grande.

Existe, para cada combinación de aguja y velocidad, un rango máximo de viscosidad que es igual al factor de la aguja multiplicado por 100, y un rango mínimo de viscosidad que es igual a este factor multiplicado por 10.

Por ejemplo para la aguja #2 de un viscosímetro LVT a 12 rpm el factor es igual a 25. Por tanto, el máximo rango para esta combinación será de 2500 cP y el mínimo de 250 cP.

Cuando la medida de un solo punto no es suficiente y se requieren múltiples pruebas, la misma combinación de velocidad/aguja puede ser usada para todas ellas.

Cuando la prueba requiere medidas a diferentes velocidades, se debe seleccionar una aguja que permita obtener lecturas dentro de la escala permitida (exactitud del viscosímetro) para todas las velocidades.

• Condiciones de la muestra

La muestra no debe contener burbujas de aire y debe estar a una temperatura constante y uniforme.

Esto puede verificarse tomando la temperatura en varios puntos de la muestra.

Antes de tomar la medida de viscosidad, la muestra, la aguja y el guardaleg deben estar a la misma temperatura.

Mantener la homogeneidad de la muestra es fundamental, especialmente en sistemas dispersos donde las partículas pueden sedimentar.

• Inmersión de la aguja

La aguja debe sumergirse hasta su marca de inmersión.

En algunos casos la muestra se altera al sumergirse la aguja, por lo que es recomendable sumergirla primero en un punto diferente al que se quiere medir, y luego mover la muestra horizontalmente hasta el punto seleccionado.

• Sensibilidad y exactitud

Los viscosímetros Brookfield tienen una exactitud de ± 1% del rango a fondo de escala para cada combinación de aguja/velocidad, y una repetitividad de ± 0.2%.

La exactitud de una lectura particular depende del porcentaje de torque leído.

En general, la exactitud de la medida aumenta cuando nos aproximamos al 100%.

• ¿Cómo obtener una lectura del viscosímetro?

Antes de encender el viscosímetro es necesario asegurarse de que se encuentre perfectamente fijo al pie y nivelado.

Luego se debe seleccionar una combinación de aguja/velocidad.

Debe ponerse especial énfasis en no intercambiar las agujas correspondientes a los modelos RV y LV, recordando que una vez conseguido el equilibrio ("auto-cero" en equipos digitales, y "apagado" en analógicos), el porcentaje de torque puede variar entre 0.1 y 0.2 %.

Algunas pruebas para verificar la calibración del viscosímetro

A - Prueba de Oscilación: sirve para verificar si el soporte y el eje pívot están gastados, marcados o rotos.

Los pasos a seguir son:

1 - El viscosímetro debe estar en su pie y perfectamente nivelado, apagado en el caso de viscosímetros analógicos, y encendidos

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