Reologia

1. 1. Introducción.
Se define la viscosidad como las propiedades de fluencia de los sistemas fluidos las cuales
expresan la medición de su resistencia a las deformaciones graduales producidas por tensiones
cortanteso tensionesde tracción,de tal forma,laviscosidadde unmaterial se basa enla variación
de movimiento que existe entre las moléculas que lo componen. Expresado de otra manera, la
viscosidad es una medida de la resistencia interna de los líquidos a fluir, la cual se encuentra
afectada por dos factores fundamentales: la temperatura y la presión.
 Temperatura: El aumento de la temperatura implica un incremento de la velocidad de
movimientode lasmoléculas,locual representaladisminuciónde las fuerzasde cohesión
y la resistencia molecular interna al desplazamiento, así, el aumento de la temperatura
resulta en la disminución de la viscosidad.
 Presión:El aumentode lapresión implica la disminución de la distancia entre moléculas,
aumentandolaresistenciaal desplazamientode lasmismas,así, el aumento de la presión
resulta en el aumento de la viscosidad.
Expuesto lo anterior se hace claridad a como aspectos físicos tales como temperatura y presión
obligan a considerar variables externas del proceso con el fin de efectuar el análisis y definir las
condicionesde proceso yaque dependiendodel tipode alimentos, las condiciones a las cuales ha
sido sometido y la disposición final del mismo resulta de vital importancia la influencia de la
medición de laviscosidad y por ende las características que pueden ser definidas a partir de esta
propiedad ya que la calidad de un material líquido dependerá en gran medida de una medición
precisa de la viscosidad.
De tal manera, en la industria de alimentos es de gran importancia definir las propiedades de
fluidode losalimentos, ya que es este un factor fundamental en distintos propósitos tales como
control de calidad, análisis estructural, aplicaciones de ingeniería de procesos y evaluación
sensorial, además establece las bases condiciones de operación de distintas etapas tales como
diseñoyoperación de unidades de transformación y definición de características en el procesos
de transporte.
2. Objetivo General:
Conocerel funcionamientodel equipo disponible en la UJTL para medir la viscosidad (Brookfield
viscometer).
3. Objetivo Específicos:
 Comprenderlosfundamentosbásicosde la reologíacomocienciaque estudialacapacidad
y comportamiento del flujo y la deformación de fluidos.
 Comprenderlaimportanciade la medición de la viscosidad para la definición de factores
en operaciones unitarias de transformación y en procesos de control de calidad.
 Determinar de manera analítica y experimental la velocidad de corte y el esfuerzo
cortante,graficary comparar con datos teóricos si corresponde los datos obtenidos en el
laboratorio con los datos teóricos.
4. Marco Teórico:
Caracterización e imagen de diferentes equipos utilizados para medir viscosidad en la industria.

2.  Viscosímetro de caída de esfera.
Este instrumento de medición posee un tubo que puede ser de
plásticoovidrio, el cual es llenado con el volumen de fluido al que
se le determinará la viscosidad, permitiendo de esta manera
conocerla velocidadmáximade caídaque alcanzauna bolaesférica
arrojada dentro del fluido.
A fin de obtener los resultados exactos de la medición de
viscosidad, se realiza la medición varias veces usando esferas de
distintosmateriales acero, vidrio, etc; finalmente se comparan los
resultados adquiridos en las diversas pruebas y se obtiene un
resultado final.
 Viscosímetro Saybolt.
En este caso,el fluido al cual se desea determinar la viscosidad, se
vierte en un recipiente con orificio, que a su vez se encuentra
dentro de otro que sirve de baño termostático, de manera que
pueda determinarse las viscosidades a temperaturas variadas.
Dicho instrumento posee un sistema de calentamiento integrado.
Comola exactitud esimprescindible en la medición de viscosidad,
con este tipo de viscosímetro se realizan tres mediciones a tres
temperaturas diferentes.
 Viscosímetro Engler.
En este instrumentoel fluidoal cual se deseadeterminar
la viscosidad, se vierteenunrecipiente con orificio, que
a su vez se encuentra dentro de otro que sirve de baño
termostático, de manera que pueda determinarse las
viscosidades a temperaturas variadas. Dicho
instrumentoposeeunsistemade calentamientoexterno
lo cual lo diferencia del Viscosímetro Saybolt.
 Viscosímetros capilares.
Este tipode instrumentode mediciónpuede ser de cilindro-pistón
o de capilar de vidrioyestá compuesto porcuatro partes: Depósito
para líquido, apilar para dimensiones conocidas, dispositivo de
control y medidade presiónaplicadaydispositivo para determinar
la velocidadde flujo. Consiste básicamente en dos recipientes que
se encuentran conectados entre sí por un tubo largo denominado
tubo capilar que es de poco diámetro. El cambio de presión es
medido,el cual se presentacuandoel fluidofluye porél tubo a una
velocidad constante y el sistema pierde energía.

3.  Viscosímetro de couette o hatshek
El cilindroexteriorestáunidoaun soporte fijo mientras que el cilindro
exterior se hace rotar con una velocidad angular constante. Cuando el
cilindro interior gira produce una fuerza de cizalla que se transmite a
través del fluido. El espesor de fluido es pequeño, es por esto que
puede suponerse distribución lineal de velocidades.
 Viscosímetro de Shultzel
El Viscosímetro digital visco de Atago es compacto y fácil de
transportar con una mano.
El equipo puede operarse con pilas por lo que las mediciones
pueden tomarse en cualquier lugar, ya que cuanta con una pantalla
totalmente digital que permite a cualquier persona leer fácilmente
los resultados. Además, tiene la capacidad de medir con sólo una
pequeña cantidad de muestra.
5. Materiales y métodos.
Equipoespecíficode laUJTL (Brookfield viscometer), descripción del funcionamiento del equipo
empleadoenlauniversidadJorge TadeoLozanoenlaboratoriosde Reologíaparala mediciónde la
viscosidad de alimentos.
Descripción:Segúnla compañíaPCE Ibéricay loestablecidoen el manual de instrucciones de uso
del viscosímetro PCE-RVI 2 V1L el funcionamiento del viscosímetro Brookfield se basa en el
principio de viscosidad rotacional; mide la viscosidad captando el par de torsión necesario para
hacer girar a velocidad constante un husillo inmerso en la muestra de fluido a estudiar.
El par de torsiónesproporcional a laresistenciaviscosasobre el ejesumergido,yenconsecuencia,
a la viscosidad del fluido.
Modo de Uso:
Se elegirá el modelo de viscosímetro Brookfield RV (RVF, RVF-100 o RVT), según el producto a
ensayar y la precisión de la medida deseada. El tipo RFV tiene un límite inferior de unos 100 cP,
mientras que los RFV-100 y el RVT, tienen un límite inferior de 20 cP.
Cada viscosímetro está compuesto por los siguientes elementos:
 Cuerpo del viscosímetro, constituido por un motor eléctrico y un dial de lectura.
 Vástagosintercambiables.Estosvástagosse numerandel 1al 7, siendoel 1 el más grueso.
Tienen, sobre su eje, una señal que indica el nivel de inmersión en el líquido (Ajustes y

4. verificaciones posteriores se podrán llevar a cabo mediante líquidos newtonianos de
viscosidad conocida).
 Baño termostático, para mantener el producto a ensayar a la temperatura del ensayo.
 Soporte, para permitir sostener el aparato y desplazarlo en un plano vertical.
 Vasos, entre 90 y 92 mm de diámetro y 116 a 160 mm de altura.
 Termómetro.
Elecciónde lavelocidadydel vástago: Se elegirálarelaciónviscosidad/vástago,enfunción del
valorde laviscosidadamedir,de laprecisióndeseadaydel gradiente de velocidad ensayado.
Es necesariohacerlaelecciónde tal formaque la lecturaen el dial esté comprendida entre el
20 y el 95 % de la escala.Para una mejor precisión, se aconseja utilizar el intervalo entre 46 y
95 %.
Procedimiento Operativo.
Se monta el viscosímetroconsudispositivode protecciónsobre susoporte.Se llenaunvasocon el
productoa ensayar,teniendocuidadode noproducirburbujas de aire. Introducirlo en el baño de
agua a la temperatura del ensayo. Esperar que se equilibren las temperaturas.
Sumergir el vástago en el líquido a medir hasta la marca que figura sobre el eje. Bajar el
viscosímetro sobre su soporte y fijar el vástago al eje. Comprobar verticalidad y temperatura.
Poner el motor en marcha. Ajustar a la velocidad deseada. Desbloquear la aguja y dejar que gire
hasta que se estabilice sobre el dial.Generalmente tardaentre 5 y 10 segundos. Bloquear la aguja
y anotar la lectura. Después, volver a poner en marcha el motor y tomar otra lectura.
Se continúa tomando lecturas hasta que 2 valores consecutivos no difieran en ± 3 %, salvo otra
indicación. Tomar el valor medio de las dos últimas lecturas.
Cálculos.
La viscosidad Brookfield RV, en cP, de la muestra, se obtiene según la siguiente expresión:
SiendoKun coeficiente que depende de larelaciónvelocidad /vástagoutilizadoyLel valor medio
de las dos lecturas dadas como válidas.
Referencias.
 Roudot,A.-C.(2004). Reologíay análisisde latexturade losalimentos. Acribia. Retrievedfrom
http://search.ebscohost.com.ezproxy.utadeo.edu.co/login.aspx?direct=true&db=cat00809a&
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 Muller, H. G. (1978). Introducción a la reología de los alimentos. Ed. Acribia. Retrieved from
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5.  Medidores de viscosidad. (s.f.). Recuperado 9 noviembre, 2019, de https://www.pce-
iberica.es/instrumentos-de-medida/medidores/medidores-viscosidad.htm
 Pce-instruments. (s.f.). Recuperado 9 noviembre, 2019, de pce-
instruments.com/espanol/slot/4/download/400792/manual-pce-rvi-2.pdf