Funcionamiento y tipos de viscosímetrosCuando un fluido se opone a ser deformado tangencialmente se puede observar fácilmente su grado de viscosidad. En el caso de los líquidos, la viscosidad es el rozamiento que se da entre las capas adyacentes que los conforman. Todos los fluidos que se conocen poseen un grado menor o mayor de viscosidad. Un fluido sin viscosidad es considerado como fluido ideal. Es necesario aclarar que la viscosidad en los fluidos sólo se presenta cuando éstos están en movimiento y que mientras mayor sea su grado de viscosidad menor será su nivel de salpicadura. Para medir el nivel de viscosidad de un fluido existen instrumentos especializados, llamados viscosímetros.

ViscosímetrosLos viscosímetros definen las propiedades viscosas de un fluido a temperaturas ambiente o a distintas temperaturas según sea el equipo; comúnmente en la forma de un tubo capilar calibrado, a través del cual un líquido pasa a una temperatura controlada, en un tiempo específico. Otros métodos son el viscosímetro rotacional.

Los diferentes tipos de viscosímetro son aparatos que detectan la dureza, también llamada viscosidad, de diferentes fluidos. Un viscosímetro se utiliza sobre todo en laboratorios, pero también es necesario en procesos de control para ayudar en el control de dichos procesos. 

Funcionamiento de los viscosímetrosSu forma general de funcionamiento es hacer que un fluido pase a través de los tubos manteniendo una temperatura controlada, durante un tiempo específico. Lo que resulta de este procedimiento es la medición de la cantidad de fluido que recorre una distancia determinada en un tiempo determinado. Esto permite establecer el nivel de viscosidad de un fluido.

Los diferentes tipos de viscosímetrosSe pueden identificar tres tipos principales de viscosímetros, estos son los viscosímetros de cilindros coaxiales, los viscosímetros análogos y los viscosímetros rotacionales digitales.

Viscosímetros de cilindros coaxiales

Este tipo de viscosímetros consta de dos cilindros, uno interno y otro externo. Lo que permiten los viscosímetros de cilindros coaxiales es realizar la medida de la viscosidad absoluta de un fluido. Por lo regular se utiliza en aplicaciones donde se tiene que medir el nivel de viscosidad de productos como pinturas, productos alimenticios, suspensiones, entre otros.

Viscosímetros análogos

Los viscosímetros análogos se forman con un disco o un cilindro que se encuentra suspendido y gira por la acción de un motor sincrónico. La lectura de la medida del nivel de viscosidad se expresa por una serie de medidas grabadas en el disco o en el cilindro que se utilice. Este tipo de viscosímetros suele ser utilizado en la industria alimenticia, farmacéutica y en la medición de viscosidad de pinturas y grasas.

Viscosímetros rotacionales digitales

Para asegurar una medición exacta del nivel de viscosidad de fluidos, los viscosímetros rotacionales digitales son la elección adecuada. Estos son controlados a través de un microprocesador, esto elimina por completo los errores humanos al momento de interpretar las medidas de viscosidad.

 Su nivel de exactitud y precisión en las medidas es alto, por lo regular cuentan con dispositivos de medición y control de temperatura del fluido analizado para garantizar un ambiente constante de medición. Esto representa una ventaja respecto de los otros dos tipos de viscosímetros, ya que es importante conocer la temperatura a la que se somete un fluido puesto que ésta influencia directamente al nivel de viscosidad.

 

Viscosímetro SayboltLa facilidad con que un fluido fluye a través de un orificio de diámetro pequeño es una indicación de su viscosidad. Éste es el principio sobre el cual está basado el viscosímetro de Saybolt. La muestra de fluido se coloca en un aparato parecido al que se muestra en la figura.

Después de que se establece el flujo, se mide el tiempo requerido para colectar 60 mL del fluido. El tiempo

resultante se reporta como la viscosidad del fluido en Segundos Universales Saybolt (SSU o. en ocasiones, SUS).

Puesto que la medición no está basada en la definición fundamental de viscosidad, los resultados son solamente relativos. Sin embargo, sirven para comparar las viscosidades de diferentes fluidos.

La ventaja de este procedimiento es que es sencillo y requiere un equipo relativamente simple. Se puede hacer una conversión aproximada de SSU a viscosidad cinemática. En las figuras siguientes se muestran el viscosímetro de Saybolt disponible comercialmente y la botella de 60 mL que se utiliza para colectar la muestra.

Determinación de la viscosidad con un viscosímetro Saybolt

El viscosímetro Saybolt consiste esencialmente de un tubo cilíndrico de bronce en cuyo fondo está un orificio de dimensiones específicas.

El tubo de bronce es rodeado por un baño a temperatura constante. Cuando la muestra en el tubo alcanza la temperatura de la prueba, se mide el tiempo requerido para que 60ml del líquido pasen a través del orificio.

La muestra se recoge en un frasco estándar calibrado.

La unidad de medida es el tiempo en segundos requeridos para que 60 ml de un fluido fluyan a través del orificio a una temperatura dada. Esto es reportado como segundos Saybolt universal (sus).

Por ejemplo: 350 sus a 100ºf.

El viscosímetro Saybolt Furol:

Utiliza el mismo principio que el universal, excepto que es diseñado con un orificio más grande para adaptarse a fluidos más viscosos.

Viscosímetro Saybolt

Viscosimetro Engler

El viscosímetro de Engles es un viscosímetro empirico qu ese vbasa en el flujo por gravedad de un liquido a las salidad de un recipiente ddonde se mide el tiempo necesario para evacuar cierto volumen de liquido. Se utiliza para determinar la viscodsidad drelativa de los acetires lubricantes, petroleos, gasolinas, etc.

Se utiliza para determinar la viscosidad relativa de los aceites lubricantes, petróleos, gasolinas, etc. a la temperatura de trabajo que suele ser de 20º a 80º. Se precisan 200 a 250 cm3 de producto para la determinación. Consta de un depósito o vasija metálica A, niquelada o dorada en su interior, con un orificio y tubo de salida en su base algo cónica, y con tres índices o señales,  i, que marcan la capacidad fija del instrumento.

Posee una tapadera con dos orificios, uno lateral por donde penetra un termómetro, y otro central, por el que pasa un vástago terminado en punta de madera que tapa el orificio interior de desagüe.

La vasija A está colocada dentro de otra algo mayor B, de estructura análoga, situada de manera que la salida o de la primera no vierta a la segunda, sino directamente al exterior. En esta vasija B se coloca agua o glicerina, y se calienta mediante una corona de pequeños mecheros MM’ y observando la temperatura con el termómetro t’.

En un matraz de doble aforo (200 y 220 cm3) se miden 220 cm3 del líquido objeto de ensayo y, teniendo obstruida con el vástago V la salida o, se vierten en la vasija interior. Se tapa y se coloca el termómetro t, se calienta el baño externo, y cuando el líquido de la vasija interior alcanza la temperatura que interesa en la determinación, se coloca el matraz de doble aforo debajo de o. Se libera este orificio poniendo en marcha, a la par, un cuenta segundos, y se mide lo más exactamente posible el tiempo que tarda enrasar el líquido hasta los 200 cm3. Se repite la experiencia a la misma temperatura, utilizando el agua (este valor es útil ya para todas las experiencias) y de la relación entre ambos tiempos se obtiene la viscosidad relativa, teniendo en cuenta las densidades de ambos líquidos a la temperatura de la determinación.

Este procedimiento hace aplicación de la ecuación de Poisseuille en la que las presiones hidrostáticas por las que fluyen los dos líquidos de la experiencia son aproximadamente las mismas por hacerlo ambos desde el mismo punto de nivelación i, hasta el de salida o.

La viscosidad Engler se expresa en segundos o grados Engler, tiempo de flujo de 200 cm3 de líquido. El grado Engler de viscosidad es la relación entre los tiempos de flujo de 200 cm3 de líquido a una temperatura indicada y del mismo volumen de agua destilada a 20°C (48.5 s)

  Viscosímetro Engler 

Viscosímetro RedwoodEn Inglaterra se utiliza la viscosidad Redwood, que se obtiene de la misma manera que la Saybolt, difiriendo en el volumen que escurre, el cual es de 50 cm3, diferenciándose también dos tipos, según el diámetro del orificio de escurrimiento, el Redwood Nº1, con orificio de salida de Æ 1,62 mm y Redwood Nº2, con orificio de salida de Æ 3,80 mm, obteniéndose la viscosidad en segundos Redwood.

Las temperaturas usuales de referencia son: 70,140,100,200 grados Fahrenheit. La ecuación que rige:

V =0.027 *t – 20/t................. en STOKE 

Viscosímetros Redwood

Bibliografía:

https://www.pce-instruments.com/espanol/instrumento-de-medida/medidor/viscosimetro-kat_151249_1.htm

http://www.quiminet.com/articulos/funcionamiento-y-tipos-de-viscosimetros-2665142.htm

http://www.construsur.net/index.php/nota/introduccion-a-la-teoria-de-la-lubricacion.html/2