Viscosímetros
Introducción
Un viscómetro (denominado también viscosímetro) es un instrumento empleado para medir la viscosidad y algunos otros parámetros de flujo de un fluido. Fue Isaac Newton el primero en sugerir una fórmula para medir la viscosidad de los fluidos, postuló que dicha fuerza correspondía al producto del área superficial del líquido por el gradiente de velocidad, además de producto de una coeficiente de viscosidad. En 1884 Jean Léonard Marie Poiseuille mejoró la técnica estudiando el movimiento de líquidos en tuberías.
Las pipetas de cristal pueden llegar a tener una reproducibilidad de un 0,1% bajo condiciones ideales, lo que significa que puede sumergirse en un baño no diseñado inicialmente para la medida de la viscosidad, con altos contenidos de sólidos, o muy viscosos. Los viscosímetros tienen una base teórica que, en un principio, garantiza poder medir la viscosidad de cualquier fluido debido a la resistencia que sus fuerzas moleculares generan ante diferentes procesos, como la rotación de palas o escurrir por un orificio de una medida controlada. No obstante, es imposible emplearlos con precisión en la determinación de la viscosidad de los fluidos no-newtonianos, lo cual es un problema ya que la mayoría de los líquidos interesantes tienden a comportarse como fluidos no-newtonianos. Hay métodos estándares internacionales para realizar medidas con un instrumento capilar, tales como el ASTM D445.
Viscosímetros de Rotación
Contenido
Los viscosímetros de rotación emplean la idea de que la fuerza requerida para rotar un objeto inmerso en un fluido puede indicar la viscosidad del fluido. Algunos de ellos son:.
Viscosímetro Stabinger
Al modificar el viscosímetro giratorio de tipo Couette clásico es posible combinar la precisión de la determinación de viscosidad cinemática con un amplio rango de medición.
El cilindro externo del viscosímetro Stabinger es un tubo que gira a una velocidad constante dentro de una carcasa de cobre con temperatura controlada. El cilindro hueco interno –con forma de rotor cónico– es específicamente más liviano que las muestras llenadas y, por lo tanto, flota libremente dentro de ellas, centrado por fuerzas centrífugas. De este modo, se evita completamente toda fricción de los cojinetes; un factor inevitable en la mayoría de los dispositivos rotativos. Las fuerzas de cizallamiento del fluido en rotación impulsan el rotor, mientras que un imán dentro del rotor forma un freno de corriente inducida con la carcasa de cobre alrededor. Se establece una velocidad equilibrada del rotor entre las fuerzas de impulso y retraso, que es una medida inequívoca de la viscosidad dinámica. La medición de velocidad y torque se implementa sin contacto directo mediante un sensor de efecto Hall que cuenta la frecuencia del campo magnético rotativo. Esto permite una resolución de torque de alta precisión de 50 pN·m y un amplio rango de medición que se extiende desde 0,2 hasta 30.000 mPa·s con un único sistema de medición.