Dominar el comportamiento de su fluido es el secreto para una producción consistente y de alta calidad.
Aunque la terminología sobre fluidos newtonianos y tixotrópicos puede parecer compleja, creemos en simplificarla. Aclarar si su material es tixotrópico o no newtoniano es clave para seleccionar el equipo adecuado y rentable, y garantizar el correcto funcionamiento de su proceso.
El fluido sencillo: ¿Qué es un newtoniano?
Antes de explorar materiales más complejos, tenemos que comenzar con el tipo de fluido más básico: el newtoniano.
La literatura científica confirma que estos fluidos poseen una viscosidad constante que no cambia con la velocidad de corte aplicada, lo que significa que su comportamiento de flujo es lineal y predecible (Mustafa et al., 2020; Kapadia et al., 2025).
El agua y los aceites simples son ejemplos claros. Revuélvalos lentamente o agítelos vigorosamente, y su consistencia interna no cambiará. Al comparar fluidos tixotrópicos con newtonianos, esta estabilidad inquebrantable es la diferencia clave.
Los viscosímetros para estos fluidos simplemente miden esta viscosidad constante, a menudo mediante métodos como la deflexión micropilar o el flujo capilar. Por lo tanto, analizar un fluido newtoniano es sencillo.
A menudo, una unidad de dial analógica confiable como el ViscoQT DR-100 es todo lo que se necesita para confirmar el control de calidad.
Donde las cosas se ponen interesantes: fluidos no newtonianos
La mayoría de los materiales utilizados en aplicaciones industriales simplemente no siguen estas reglas básicas. Aquí es donde el debate sobre fluidos tixotrópicos y no newtonianos se vuelve crucial para cualquier departamento de control de calidad.
A diferencia de los tipos newtonianos estables, los fluidos no newtonianos exhiben una viscosidad que varía con la velocidad de corte o el tiempo, mostrando comportamientos de flujo complejos como adelgazamiento o espesamiento por corte (Srivastava y Burns, 2006; Kornaeva et al., 2022; Lee et al., 2020).
Para visualizar esto, observe los objetos cotidianos:
- Esmalte de uñas: Debe fluir suavemente del pincel (corte alto) pero permanecer en la uña sin llegar a las cutículas (corte bajo).
- Tinta de impresión: debe ser lo suficientemente fina como para pasar a través de una boquilla, pero lo suficientemente espesa como para permanecer nítida en el papel sin traspasar.
Esta categoría generalmente se divide en dos tipos:
- Fluidos pseudoplásticos: se vuelven menos viscosos cuanto más se trabaja con ellos, como el champú.
- Fluidos espesantes por cizallamiento: Estos se vuelven más viscosos cuando se agitan, como una mezcla de almidón de maíz y agua.
Aquí hay un punto crítico que muchos laboratorios pasan por alto. Si bien todos los fluidos tixotrópicos son no newtonianos, no todos poseen propiedades tixotrópicas. Suponer que son iguales suele generar resultados inconsistentes en las pruebas.
El factor decisivo: ¿Qué hace que la tixotropía sea única?
La tixotropía introduce el elemento del tiempo en la ecuación.
Como se observa en los estudios reológicos, los fluidos tixotrópicos son un subconjunto de fluidos no newtonianos cuya viscosidad disminuye con el tiempo bajo un esfuerzo cortante constante y se recupera cuando se elimina el esfuerzo cortante (Chhabra, 1999).
Para entender esto, compare la miel con el yogur. Si revuelve la miel, fluye exactamente igual (newtoniano). Si revuelve el yogur con fuerza, su estructura se descompone y se vuelve líquido. Si deja de remover, el yogur no se solidifica al instante. Reconstruir esa estructura lleva tiempo. Ese retraso se conoce como tixotropía.
Este comportamiento dependiente del tiempo crea una trampa enorme para el control de calidad. Si se trata una muestra tixotrópica como si fuera newtoniana, los datos no serán fiables. Así de simple.
Por ejemplo, si mide una crema cosmética inmediatamente después de mezclarla, obtendrá una lectura de viscosidad. Si mide la misma muestra una hora después, la lectura será completamente diferente. Esto no es un fallo del producto. Es un fallo de medición.
La caracterización reológica de estos fluidos es un desafío debido a sus propiedades no lineales y dependientes del tiempo, y a menudo requiere estrategias de medición avanzadas (Chhabra, 1999).
Necesita un instrumento capaz de rastrear esa curva de recuperación, como el ViscoQT 1000-Pro o el ViscoQT 2000 Series , que le permiten programar velocidades y capturar puntos de datos durante un período determinado.
Guía de referencia rápida: Comportamientos de fluidos
Para simplificar su proceso, hemos creado esta tabla de referencia. Es una herramienta útil para analizar con su equipo las necesidades de pruebas newtonianas y tixotrópicas.
| Tipo de fluido | Comportamiento bajo esfuerzo cortante | Comportamiento a lo largo del tiempo | Ejemplos comunes | Equipo recomendado |
|---|---|---|---|---|
| newtoniano | La viscosidad es constante | Sin cambios | Agua, miel, aceite de motor | Analógico estándar (por ejemplo, ViscoQT DR-100 ) |
| Pseudoplástico (no newtoniano) | La viscosidad disminuye a medida que aumenta el cizallamiento. | Se recupera instantáneamente | Champú, pulpa de papel | Rotacional digital (por ejemplo, ViscoQT 1000 Basic ) |
| Tixotrópico | La viscosidad disminuye a medida que aumenta el cizallamiento. | Recuperación dependiente del tiempo | Pintura, ketchup y lodo de perforación | Programable avanzado (por ejemplo, ViscoQT 2000 ) |
Cómo afecta esto a sus operaciones
Conocer la ciencia es una cosa, pero aplicarla es otra. He aquí por qué la distinción entre fluidos tixotrópicos y no newtonianos es tan importante para el retorno de la inversión (ROI) en diversas industrias:
Pinturas y recubrimientos
La propiedad tixotrópica es innegociable. La pintura para techos, por ejemplo, debe ser espesa en el envase para evitar que se separe, diluida en el rodillo para su aplicación y luego espesarse rápidamente en el techo para evitar goteos.
Para esta industria, a menudo recomendamos la serie ViscoQT KS ( KS-100 o KS-300 ), construida específicamente para las unidades Krebs (KU) utilizadas en estos estándares.
Cosméticos y cuidado personal
Los consumidores son increíblemente exigentes con la textura. Una crema facial demasiado líquida da la sensación de ser barata, mientras que una pasta de dientes que no se exprime es frustrante.
Garantizar la descomposición tixotrópica correcta significa que el producto se siente lujoso en la piel pero estable en el estante.
Adhesivos y selladores
El sellador industrial y los epóxicos deben ser bombeables durante la aplicación, pero deben permanecer en su lugar inmediatamente después de dispensarse. Si se calcula mal el comportamiento tixotrópico frente al newtoniano, se producirán uniones irregulares y debilidades estructurales.
Alimentos y bebidas
La sensación en boca determina las ventas. El aderezo para ensaladas debe ser fácil de verter, pero adherirse a la lechuga. Observamos que un mal manejo de este aspecto resulta en un producto que simplemente no le sienta bien al cliente.
productos farmacéuticos
Los geles tópicos deben permanecer estables en el tubo y distribuirse fácilmente tras su aplicación. Un análisis adecuado garantiza la dosis y la eficacia correctas.
Cumplimiento de los estándares de la industria (ASTM e ISO)
En un entorno profesional, se realizan pruebas para demostrar el cumplimiento y la calidad.
Ya sea que su laboratorio cumpla con la norma ASTM D2196 o la ISO 2555, nuestros viscosímetros están diseñados para generar los datos confiables que necesita. Consideramos estas normas como el lenguaje común del control de calidad.
Saber si su material es tixotrópico o newtoniano es el primer paso para seleccionar el protocolo de prueba correcto delineado por estos organismos.
Solución Qualitest: Precisión sin el precio premium
En Qualitest, nuestra postura es que realizar pruebas precisas no debería requerir un presupuesto exorbitante.
Ya sea que necesite el robusto ViscoQT DR-100 para verificaciones newtonianas rápidas o los reómetros avanzados ViscoQT 1700/S con pantalla táctil para análisis tixotrópicos complejos, proporcionamos el nivel exacto de tecnología requerido: nada más, nada menos.
Ofrecemos una línea completa de instrumentos rentables y de alta precisión para garantizar la calidad de sus productos. ¡Explore hoy mismo nuestra gama completa de viscosímetros y encuentre el ideal para su laboratorio!
Referencias
Chhabra, R. (1999). Capítulo 2 – Reometría para fluidos no newtonianos . Reología de fluidos complejos, 37-72.
Kapadia, W., Giri, N., Qin, N., Zhao, P., Phan, C., Haines, L., Jones, L. y Ren, C. (2025). Un nuevo viscosímetro microfluídico para medir la viscosidad de volúmenes ultrapequeños de líquidos newtonianos y no newtonianos . Revista de Micromecánica y Microingeniería, 35.
Kornaeva, E., Stebakov, I., Kornaev, A., Dremin, V., Popov, S. y Vinokurov, A. (2022). Un método para medir la viscosidad de fluidos no newtonianos mediante un viscosímetro inercial con un sistema de visión artificial . Revista Internacional de Ciencias Mecánicas.
Lee, E., Kim, B. y Choi, S. (2020). Viscosímetro capilar portátil y automático para el análisis de fluidos newtonianos y no newtonianos . Sensores y actuadores A-physical, 313, 112176.
Mustafa, A., Eser, A., Aksu, A., Kiraz, A., Tanyeri, M., Erten, A. y Yalcin, O. (2020). Viscosímetro microfluídico basado en micropilares para fluidos newtonianos y no newtonianos . Analytica chimica acta, 1135, 107-115.
Srivastava, N. y Burns, M. (2006). Análisis de líquidos no newtonianos mediante un viscosímetro capilar microfluídico . Química analítica, 78, 5, 1690-6.
