Un flujo constante es el secreto de todo producto excelente. Ya sea que esté mezclando pintura o procesando alimentos, la viscosidad perfecta es lo que impulsa la calidad y distingue a los líderes del mercado.
En Qualitest, creemos que dominar la alta y baja viscosidad es la forma más sencilla de garantizar el éxito. Al controlar el flujo, su producción se desarrolla sin problemas y sus clientes obtienen exactamente lo que esperan.
Aquí le mostramos cómo medirlo correctamente y las herramientas rentables que le ayudarán a hacerlo.
¿Qué es exactamente la viscosidad?
Antes de comparar los extremos, tenemos que entender lo básico.
Científicamente, la viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido al flujo o a la deformación, causada por la fricción interna entre capas adyacentes del fluido en movimiento relativo (Definitions, 2020; Yadav, 2019; Funk & Dinger, 1994). Cuantifica cuán "espeso" o "lento" es un fluido; una mayor viscosidad indica una mayor resistencia al flujo.
Cuando hablamos de dinámica de fluidos en una fábrica, solemos referirnos a la facilidad con la que se vierte un líquido, se bombea a través de un tubo o se extiende sobre una superficie. Si bien muchos fabricantes comprenden este concepto intuitivamente, a menudo les cuesta calcularlo con precisión sin el equipo adecuado.
Alta viscosidad significa...
Técnicamente, una alta viscosidad significa que un fluido presenta una gran fricción interna. Matemáticamente, la viscosidad se define como la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de corte en un fluido (Westerhof et al., 2018; Bragg, 1973).
En fluidos de alta viscosidad, como la miel o los aceites pesados, las moléculas crean una enorme resistencia entre sí. Estos fluidos se mueven lentamente y necesitan un impulso considerable para ponerse en marcha.
Baja viscosidad que significa...
Por otro lado, el significado de baja viscosidad se relaciona con fluidos que fluyen rápidamente porque hay una fricción mínima en su interior.
Los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad y rapidez, como el jugo o el agua (OpenStax, 2016; Funk y Dinger, 1994). Estos líquidos son ligeros, fluidos y se deslizan fácilmente entre sí, lo que resulta en un movimiento rápido.
Baja viscosidad vs. alta viscosidad: Las diferencias prácticas
Al comparar la baja viscosidad con la alta, lo principal es observar cómo el material resiste un empuje. Pero, en nuestra opinión, la verdadera diferencia radica en cómo se manejan en la planta de producción.
Caudal: la prueba visual
Los fluidos de alta viscosidad se mueven lentamente. Imagínese la miel pegajosa que se resiste a salir de una cuchara. Por el contrario, los fluidos de baja viscosidad se mueven rápidamente, como el agua que se vierte de un vaso.
Es importante destacar que los fluidos con viscosidad constante a cualquier velocidad de corte se denominan fluidos newtonianos, mientras que aquellos con viscosidad variable son fluidos no newtonianos (Westerhof et al., 2018; Bragg, 1973). Esta distinción es crucial al elegir un método de prueba.
Requisitos de bombeo y estrés del equipo
El transporte de fluidos de alta viscosidad requiere bombas de alta potencia, como bombas de engranajes, que puedan impulsar físicamente el material a través de la línea. Los fluidos de baja viscosidad generalmente se pueden transportar con bombas centrífugas estándar.
La diferencia de viscosidad afecta aplicaciones prácticas como la recuperación de petróleo, donde los petróleos pesados con alta viscosidad plantean desafíos en el flujo y el procesamiento en comparación con los petróleos convencionales de baja viscosidad (Temizel et al., 2018).
Lo decimos constantemente: juzgar mal estos requisitos es una de las principales razones por las que fallan los equipos en las plantas de procesamiento.
Ejemplos de alta y baja viscosidad en la industria
Para comprender realmente estos conceptos, es útil observar ejemplos específicos de alta y baja viscosidad en diferentes sectores.
Ejemplos de alta viscosidad
Estos materiales son a menudo lo que llamaríamos lodo, pasta o líquido pesado.
- Adhesivos y Epoxis: Estos deben permanecer exactamente donde usted los aplica, requiriendo una gran resistencia para fluir.
- Asfalto y Alquitrán: Utilizados en construcción, son prácticamente sólidos hasta que se calientan.
Mantequilla de cacahuete y melaza: En la industria alimentaria, la textura lo es todo. En serio, nadie quiere mantequilla de cacahuete líquida. Eso es un fallo de control de calidad.
Polímeros fundidos: En la industria de los plásticos, el plástico fundido debe ser lo suficientemente espeso como para mantener una forma, pero lo suficientemente delgado como para llenar un molde. Consideramos esto como el equilibrio perfecto, que a menudo requiere herramientas avanzadas como nuestras series ViscoQT 1700/S o 1800/S para analizar correctamente la curva de flujo.
Cremas y lociones: Una crema cosmética premium se basa en su alta viscosidad para parecer cara. Si se vierte como agua del grifo, los consumidores la perciben como inferior.
Ejemplos de baja viscosidad
Estos materiales fluyen sin vacilación y a menudo se utilizan como disolventes o bases.
- Agua y alcohol: los estándares de oro para el significado de baja viscosidad.
- Leche: Aunque tiene sólidos, fluye casi tan fácilmente como el agua.
- Gasolina: Imprescindible para motores donde el combustible necesita circular por las líneas de forma inmediata.
Tintas industriales: Para la impresión, los fluidos deben ser diluidos para pasar por las boquillas diminutas. Sin embargo, siempre recordamos a nuestros clientes que si la tinta es demasiado diluida, salpica y afecta la definición.
Fluidos hidráulicos: Deben fluir con rapidez para transmitir la potencia eficientemente. Cualquier espesamiento en estos fluidos suele indicar que la maquinaria se está degradando.
La escala: cuantificación de alta viscosidad frente a baja viscosidad
Para elegir el equipo de prueba adecuado, hay que asignarle un número. Siempre les decimos a nuestros clientes que el "grosor" es solo una opinión, pero los números no mienten.
1 cP (Agua): Viscosidad extremadamente baja. Nuestros modelos ViscoQT Serie 1000 (Básica) la gestionan fácilmente.
- 1.000 cP (aceite de ricino): necesita viscosímetros rotacionales estándar.
- 50.000 cP (Ketchup): un fluido de rango medio que podría necesitar husillos específicos para obtener una lectura real.
- 250 000+ cP (mantequilla de maní/pastas): los materiales mayoritariamente gruesos como estos necesitan instrumentos de alto torque, como el ViscoQT 2000 o el RotoViscoQT , para superar la resistencia y brindarle datos precisos.
¿Por qué el control de temperatura cambia el significado de alta viscosidad?
La alta viscosidad no significa nada si no se tiene en cuenta el calor.
La temperatura y la composición del fluido también influyen en la viscosidad, que generalmente disminuye al aumentar la temperatura en los líquidos (Andrade, 1930; Bhattad, 2023). Un petróleo pesado puede actuar como un fluido de baja viscosidad si se calienta, mientras que enfriar un líquido puede espesarlo instantáneamente.
En nuestra opinión profesional, probar la viscosidad sin verificar la temperatura es básicamente una suposición.
Para obtener resultados consistentes, especialmente con productos petroquímicos y alimentarios, usar un viscosímetro con sonda de temperatura integrada, como el ViscoQT serie TS-DV, es la única manera de garantizar la validez de sus datos de "aprobado/reprobado". Si compara el comportamiento de baja y alta viscosidad sin controlar el calor, es probable que sus datos sean inútiles.
Adaptación del instrumento a las necesidades de baja y alta viscosidad
En Qualitest, sabemos que cada laboratorio es diferente. Vemos que muchos laboratorios gastan demasiado en funciones complejas que no necesitan o compran equipos que no soportan la resistencia. Queremos corregir ese desequilibrio.
Para pinturas y recubrimientos
Si está probando materiales estándar, la serie ViscoQT KS ( KS-100 , KS-200 o KS-300 ) es la solución ideal. Evita que la pintura quede líquida (viscosidad demasiado baja) o demasiado espesa para pulverizar (viscosidad demasiado alta), proporcionándole las unidades Krebs (KU) directas que necesita.
Para adhesivos y pastas
Analizar materiales gruesos suele requerir centrifugación a diferentes velocidades. Nuestro viscosímetro inteligente de laboratorio ViscoQT 2000 le permite observar cómo actúa el pegamento espeso al aplicar fuerza, lo que le proporciona una visión clara del comportamiento de la fluidificación por cizallamiento.
Para análisis complejos de I+D
A veces, es necesario registrar cambios a lo largo del tiempo o analizar estructuras de alto contenido polimérico. Recomendamos los reómetros programables ViscoQT series 1700/S y 1800/S. Creemos que eliminar la necesidad de una conexión a PC mediante el uso de la pantalla integrada ahorra a los técnicos muchos dolores de cabeza durante las pruebas.
Para control de calidad general
Si solo necesita verificar que un lote se encuentre dentro de un rango de viscosidad alta o baja y tiene un presupuesto ajustado, el viscosímetro de lectura de dial ViscoQT DR-100 ofrece el equilibrio perfecto entre precisión y precio. Cumple su función sin complicar la interfaz.
Qualitest: Soluciones rentables para su laboratorio
Estamos convencidos de que las pruebas de alta calidad no deberían afectar su presupuesto. No permita que las variables de viscosidad interrumpan su línea de producción. Ya sea que bombee solventes ligeros o mezcle resinas espesas, Qualitest tiene la solución rentable que necesita.
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Referencias
- (2020). Viscosidad . Definiciones.
- Yadav, D. (2019). Una revisión sobre el efecto de la viscosidad en líquidos, gases y sólidos.
Westerhof, N., Stergiopulos, N., Noble, M. y Westerhof, B. (2018). Viscosidad . Instantáneas de hemodinámica.
Bragg, B. (1973). Medición de la viscosidad por la naturaleza.
Bhattad, A. (2023). Revisión sobre medición de viscosidad: dispositivos, métodos y modelos . Revista de Análisis Térmico y Calorimetría, 1-17.
Funk, J. y Dinger, D. (1994). Viscosidad y reología . Control predictivo de procesos de suspensiones de partículas compactadas, 235-252.
- Temizel, C., Canbaz, C., Tran, M., Abdelfatah, E., Jia, B., Putra, D., Irani, M. y Alkouh, A. (2018). Análisis exhaustivo de yacimientos de petróleo pesado: últimas técnicas, descubrimientos, tecnologías y aplicaciones en la industria del petróleo y el gas . Día 1, lunes 10 de diciembre de 2018. - Andrade, E. (1930). Viscosidad de líquidos. Nature, 125, 309-310. https://doi.org/10.1038/125309b0
- OpenStax, O. (2016). 12.4 Viscosidad y flujo laminar; Ley de Poiseuille.
