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La medición de la viscosidad es una parte integral del control de calidad en numerosas industrias, desde las del petróleo y los polímeros hasta las farmacéuticas y las de procesamiento de alimentos. Sin embargo, los viscosímetros no son todos iguales. Dos de los tipos más comunes son: los viscosímetros cinemáticos y los dinámicos (también denominados absolutos). Conocer la diferencia entre ambos resulta esencial si se está eligiendo un instrumento para una aplicación específica, con el fin de garantizar que los resultados obtenidos sean adecuados para el propósito previsto y que se cumplan las normas industriales. A continuación se indican las diferencias clave.
1. Definición y principios de medición
Los viscosímetros cinemáticos miden la resistencia de un fluido al flujo cuando la fuerza proviene de la gravedad y determinan la viscosidad cinemática. La viscosidad cinemática de un fluido es la relación entre la viscosidad dinámica y su densidad. Los viscosímetros cinemáticos más comunes son del tipo capilar (por ejemplo, Ubbelohde y Cannon Fenske), en los que se mide el tiempo que tarda un volumen determinado de líquido en fluir a través de un capilar calibrado bajo la acción de la gravedad, y se expresa en unidades de centistokes (cSt) o mm²/s.
Los viscosímetros dinámicos (absolutos) miden la resistencia de un fluido al flujo cuando se aplica una fuerza distinta de la gravedad. Miden directamente la viscosidad dinámica (también denominada viscosidad absoluta), que es una medida de la resistencia interna de un fluido al flujo bajo una fuerza externa aplicada, independientemente de su densidad. Los diseños más habituales son los viscosímetros rotacionales, de bola que cae y de pistón oscilante; los resultados se expresan en centipoise (cP) o milipascal-segundos (mPa·s).
2. Aplicaciones e industrias típicas
Los viscosímetros cinemáticos son los más adecuados para ensayos realizados en fluidos de tipo newtoniano. Estos son líquidos cuya viscosidad no varía con la velocidad de deformación por cizallamiento. Las aplicaciones típicas incluyen:
Productos petroleros (por ejemplo, aceites lubricantes, combustibles y betún)
Polímeros y resinas
Pinturas y Recubrimientos
Aceites alimentarios y jarabes
Muchas normas internacionales, por ejemplo ASTM D445, utilizan mediciones cinemáticas de viscosidad en productos petroleros. Los viscosímetros automatizados de Zhongwang, empleados para medir la viscosidad de aceites y polímeros, cumplen los requisitos de ensayo y ofrecen una alta precisión.
Los viscosímetros dinámicos resultan útiles para ensayar tanto líquidos newtonianos como no newtonianos. Entre ellos se incluyen:
Adhesivos, selladores y tintas de impresión
Productos farmacéuticos (geles, cremas y pastas)
Cosméticos (por ejemplo, lociones y champús)
Fundidos y soluciones poliméricas
Productos alimenticios (por ejemplo, kétchup, yogures, chocolate)
3. Instrumentación y automatización
Los viscosímetros cinemáticos tradicionales suelen ser manuales e implican que el operador detenga un cronómetro cuando el líquido pasa por una marca, además de requerir una limpieza posterior del material de vidrio entre ensayos. Los sistemas manuales pueden ser intensivos en mano de obra y también estar sujetos a errores humanos. Los viscosímetros cinemáticos automatizados modernos, disponibles en Zhongwang, miden los tiempos de flujo mediante un sensor óptico, con un baño termostatizado y un sistema informático que inicia y detiene la medición automáticamente. Esto elimina la subjetividad y la variabilidad propias de las mediciones manuales con viscosímetros cinemáticos. Cuentan con múltiples canales de ensayo para operar simultáneamente con varias muestras.
Los viscosímetros dinámicos van desde instrumentos portátiles sencillos hasta instrumentos rotacionales automatizados, con tasas de cizallamiento ajustables y la posibilidad de incorporar una unidad de control de temperatura constante. Los viscosímetros dinámicos completamente automatizados pueden caracterizar la muestra a distintas tasas de cizallamiento, por ejemplo, para determinar curvas de flujo y esfuerzo de cedencia. Las soluciones de manejo de líquidos y de control de temperatura constante de Zhongwang son muy valiosas para los viscosímetros dinámicos, ya que garantizan la preparación adecuada de las muestras.
4. Elección del viscosímetro adecuado para su laboratorio
El tipo de viscosímetro que necesita dependerá del tipo de fluidos que analice y de los resultados que requiera.
Debe considerar el uso de un viscosímetro cinemático si:
Analiza fluidos newtonianos, como aceites, polímeros o combustibles
Las normas de su sector (por ejemplo, ASTM, ISO) exigen mediciones de viscosidad cinemática
Desea un ensayo sencillo, altamente reproducible y rentable
Requiere ensayos altamente automatizados.
Debe considerar el uso de un viscosímetro dinámico si:
Está analizando fluidos no newtonianos
Desea conocer la viscosidad a distintas velocidades de cizallamiento
Necesita medir muestras como geles, pastas y materiales espesos
Desea realizar una caracterización más detallada de la reología de la muestra, más allá de la viscosidad.
RESUMEN
Los viscosímetros cinemáticos utilizan mediciones del flujo impulsado por la gravedad y son adecuados para fluidos newtonianos, como aceites y polímeros. Los viscosímetros dinámicos emplean mediciones basadas en fuerza y son aplicables tanto a muestras newtonianas como no newtonianas. La selección de un viscosímetro adecuado es fundamental para realizar mediciones de laboratorio correctas, control de calidad y cumplimiento de normas. Los viscosímetros automatizados de Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. están diseñados para apoyarle, ya sea que realice ensayos que requieran la medición de la viscosidad de aceites y polímeros mediante principios cinemáticos u otras mediciones de viscosidad de fluidos mediante técnicas dinámicas, complementadas con nuestras soluciones precisas de manejo de líquidos, calentamiento, agitación, enfriamiento y temperatura constante. Póngase en contacto con nosotros para conocer más sobre cómo nuestras soluciones de viscosímetros pueden beneficiar a su laboratorio.