Tema: Viscosidad en Alimentos y no Alimentos - Prof.Ing. Erick Aldo Auquiñivin, para la carrera de Ing. Agroindustrial, Alimentos y otros.

1. VISCOSIDADVISCOSIDADVISCOSIDADVISCOSIDAD
ALIMENTOS Y
NO ALIMENTOS
Ing. Erick Aldo Auquiñivin
Silva

2. William Thomson Kelvin.
James Clerk Maxwell.
LEONHARD EULER.
Arrhenius.
Bingham.
Poiseuille.
Newton
Todos estos autores han realizado estudios sobre la
viscosidad.

3. • Definición de la viscosidad dinámica y
cinemática.
• Unidades de ambas magnitudes. .
• Variación de la viscosidad en función de la
temperatura y la concentración.
• Comportamiento y dinámica de los fluidos.
• Métodos de determinación de la viscosidad.

4. Se define como línea de corriente a todaSe define como línea de corriente a toda
aquella trayectoria seguida por unaaquella trayectoria seguida por una
partícula de un líquido en movimientopartícula de un líquido en movimiento
Definición De La Viscosidad Dinámica
En el estudio de la dinámica de los fluídos que circulan por tubos, es importante
conocer el concepto de flujo; llamándose así a todo aquél volumen de fluído que
atraviesa una superficie en la unidad de tiempo
En el estudio de la dinámica de los fluídos que circulan por tubos, es importante
conocer el concepto de flujo; llamándose así a todo aquél volumen de fluído que
atraviesa una superficie en la unidad de tiempo

6. La FuerzaLa Fuerza FF, que se opone al desplazamiento relativo de las capas contiguas, que se opone al desplazamiento relativo de las capas contiguas
es inversamente proporcional a la distanciaes inversamente proporcional a la distancia hh que las separa, directamenteque las separa, directamente
proporcional a la superficieproporcional a la superficie SS de las mismas y a la velocidad dede las mismas y a la velocidad de
desplazamientodesplazamiento vv, de una con respecto a la otra (figura 2), es decir:, de una con respecto a la otra (figura 2), es decir:
La mayor o menor facilidad de desplazamiento
de una capa sobre otra (para un mismo líquido)
determina su viscosidad o frotamiento
interno.

7. τ : esfuerzo cortante [mPa].
µ : viscosidad [mPa·s]
D:U: velocidad de deformación [s-1
]
Donde η (eta) es la constante de proporcionalidad,
llamada coeficiente de viscosidad, que es la
resistencia que los líquidos reales oponen a la
deformación de los mismos.
Si tenemos que:
S = 1 cm2
v = 1 cm . seg –1
h = 1cm
Se tiene: F = η

10. En el C.G.S., la unidad deEn el C.G.S., la unidad de Viscosidad DinámicaViscosidad Dinámica se deduce de la ecuación (1), en lase deduce de la ecuación (1), en la
cual despejando se tiene:cual despejando se tiene:
ηη == F . hF . h
S . vS . v
donde:donde:FF=dinas =g • cm • seg.=dinas =g • cm • seg.-2-2
;;
hh= cm;= cm;
SS= cm= cm22
;;
vv= cm • seg.= cm • seg.-1-1
))
Luego:Luego:
ηη == g • cm • segg • cm • seg-2-2
• cm• cm
cmcm22
• cm • seg• cm • seg –1–1
y simplificando se obtiene:y simplificando se obtiene:
ηη = g • cm= g • cm-1-1
• seg• seg–1–1
== PoisePoise
Unidades de ambas magnitudes
Nota: centipoise (cp), que es la centésima parte del poise.

11.  Es conocida también como viscosidad dinámica, su símbolo es µ
 Expresa la facilidad que tiene un fluido a desplazarse cuando se le aplica
una fuerza externa
 Es decir, es una medida de su resistencia al desplazamiento o a sufrir
deformaciones internas
• Unidades en el sistema internacional
Pa.s = 1 N.s / m2
= 1 kg / ( m.s )
• Unidades en el sistema CGS ( Poise )
cP = 1 Dn.s / cm2
= 1 g / ( cm. s )
• 1 cP = 10-3
Pa.s

12. V=
unidadesunidades
νν == g • cmg • cm–1–1
• seg• seg –1–1
== cmcm22
• seg• seg –1–1
= stock= stock
g • cmg • cm–3–3
νν : (nu) Viscosidad Cinemática: (nu) Viscosidad Cinemática
En lo que respecta a la Viscosidad
Cinemática de los diferentes líquidos, ésta se
obtiene dividiendo la viscosidad dinámica, a
una temperatura constante, por la densidad
del mismo líquido. Así se obtiene:
η
δ
(donde: ν: viscosidad cinemática; η: viscosidad
dinámica; δ: densidad)

13. • Es el cociente entre la viscosidad dinámica de un fluido µ y su
densidad ρ, su simbolo es υ
• En el sistema internacional su unidad es:
m2
/ s
• En el sistema CGS su unidad es:
stoke = cm2
/ s
• υ ( cSt ) = µ ( cP ) / ρ ( gr / cm3
)

14. Factores que condicionan la viscosidad
A) Concentración: a temperatura constante, a medida
que aumenta la concentración del soluto (sustancias
disueltas), aumenta la viscosidad.
B) Temperatura: El coeficiente de viscosidad de los
líquidos disminuye al aumentar la temperatura, lo cual
es lógico ya que al modificarse las fuerzas
intermoleculares se han de modificar también los
efectos de rozamiento entre las partículas líquidas que
dan lugar a la viscosidad.
A concentración constante, la viscosidad de un
fluído es tanto menor cuanto mayor es la
temperatura, es decir que guarda una relación
inversa.

17. TIPOS DE FLUIDOS
NEWTONIANOS (proporcionalidad entre el esfuerzo
cortante y la velocidad de deformación).
τ
µ
D D
Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido newtoniano

18. NO NEWTONIANOS (no hay proporcionalidad entre
el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación)
Los fluidos no newtonianos son aquellos en los que la relación entre esfuerzo cortante y la
velocidad de deformación no es lineal. Estos fluidos a su vez se diferencian en dependientes
e independientes del tiempo
a)FLUIDOS INDEPENDIENTES DEL TIEMPO DE APLICACIÓN:
Estos fluidos se pueden clasificar dependiendo de si tienen o no esfuerzo umbral, es decir,
si necesitan un mínimo valor de esfuerzo cortante para que el fluido se ponga en movimiento.
Fluidos sin esfuerzo umbral
FLUIDOS PSEUDOPLÁSTICOS: (SHEAR-THINNING)
Este tipo de fluidos se caracterizan por una disminución de su viscosidad, y de su esfuerzo cortante,
con la velocidad de deformación. Su comportamiento se puede observar en las siguientes curvas
su esfuerzo cortante, con la velocidad de deformación. Su comportamiento se puede observar en las siguientes curvas
ra 4):
τ
µ
D D
Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido
pseudoplástico

19. FLUIDOS DILATANTES: (SHEAR-THICKENING)
Los fluidos dilatantes son suspensiones en las que
se produce un aumento de la viscosidad con la
velocidad de deformación, es decir, un aumento del
esfuerzo cortante con dicha velocidad. La figura
representa las curvas de fluidez y viscosidad para
este tipo de fluidos:
τ
µ
D D
Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido dilatante.

20. Fluidos con esfuerzo umbral, llamados también
plásticos (VISCOPLASTIC)
Este tipo de fluido se comporta como un sólido hasta
que sobrepasa un esfuerzo cortante mínimo
(esfuerzo umbral) y a partir de dicho valor se
comporta como un líquido. Las curvas de fluidez y
viscosidad se representan en la figura
τ µ
D D
Curvas de fluidez y de viscosidad para un fluido plástico

21. b) FLUIDOS DEPENDIENTES DEL TIEMPO DE APLICACIÓN:
 Este tipo de fluidos se clasifican en dos tipos: los fluidos tixotrópicos, en
los que su viscosidad disminuye al aumentar el tiempo de aplicación del
esfuerzo cortante, recuperando su estado inicial después de un reposo
prolongado, y los fluidos reopécticos, en los cuales su viscosidad aumenta
con el tiempo de aplicación de la fuerza y vuelven a su estado anterior
tras un tiempo de reposo.
FLUIDOS TIXOTRÓPICOS
τ
µ
D
D
Curvas de fluidez y de viscosidad de un fluido tixotropía (hay histéresis)

22. FLUIDOS REOPÉCTICOS
Los fluidos reopécticos, en cambio, se caracterizan por tener un
comportamiento contrario a los tixotrópicos, es decir, que su
viscosidad aumenta con el tiempo y con la velocidad de
deformación aplicada y presentan una histéresis inversa a estos
últimos
D D
τ
µ
Curvas de comportamiento reopéctico (hay histéresis)

24. VISCOELÁSTICOS (se comportan como líquidos y
sólidos, presentando propiedades de ambos).
Los fluidos viscoelásticos se caracterizan por presentar a la vez tanto
propiedades viscosas como elásticas. Esta mezcla de propiedades puede
ser debida a la existencia en el líquido de moléculas muy largas y flexibles
o también a la presencia de partículas líquidas o sólidos dispersos.
La ecuación que describe el comportamiento viscoelástico está basada en
el modelo de Maxwell:
D··
·
µτλτ =+
τ: esfuerzo cortante aplicado.
λ: tiempo de relajación.
τ :gradiente de esfuerzos cortantes
(µ/G).
µ: viscosidad aparente.
D: velocidad de deformación

25. Ejemplo:
Empleamos una bolita de plomo (ρe=11.35 g/cm3
) de
3.7 mm de diámetro o R=1.85 mm, y la dejamos caer
en una columna de aceite de densidad ρf=0.88
g/cm3
). El tiempo que tarda la esfera en desplazarse
x=50 cm es de t=4.57 s. Calcular la viscosidad η.

26. NEWTONIANOS - Aceite de girasol
PSEUDOPLÁSTICOS - Ketchup
- Mezcla ketchup-mostaza al 50 %
- Gel de manos
- Suavizante
DILATANTES - Harina de maíz al 40 %
TIXOTRÓPICOS - Detergente líquido
- Gel de baño
- Yogur
- Pintura

29. Aplicaciones del estudio de la Reología
 Control de calidad de los alimentos: este control se realiza en la propia línea de producción. Es
determinante para la aceptación de productos como patatas fritas, cereales, quesos, aperitivos, yogures,
dulces, chocolates, cremas, etc.
 Estudio de la textura y consistencia de productos alimenticios: dichas propiedades son muy importantes a
la hora de que un producto sea del agrado del consumidor.
 Producción de pegamentos: el estudio de su plasticidad, de la forma de fluir dentro del recipiente que lo
contiene, etc.
 Producción de pinturas: una pintura debe ser esparcida de forma fácil pero sin que escurra.
 Producción de productos cosméticos y de higiene corporal: la duración de una laca sobre el pelo, la
distribución de la pasta de dientes por toda la boca, la forma de cómo se esparce una crema, etc. Todas
estas características se estudian con la reología para obtener la mayor eficacia del producto.
 Producción de medicamentos: se estudia su estabilidad química, su tiempo de caducidad y su facilidad de
extrusión, entre otras.
 Caracterización de elastómeros y de polímeros tipo PVC.
 Estabilidad de emulsiones y suspensiones
 Caracterización de gasolinas y otros tipos de hidrocarburos.
 Caracterización de metales (en situaciones de elevada temperatura), y de cristales líquidos.
 Control de sustancias que sean transportadas a lo largo de un recipiente cilíndrico (para evitar la
reopexia).
 Estudio del magma en vulcanología: cuanto más fluido sea el magma más tendencia va a tener el volcán a
que provoque una erupción.

30. Importancia en los alimentosImportancia en los alimentos
Más allá de la importancia en la nutrición, el almidón
es habitualmente utilizado en la industria de
alimentos por sus propiedades físicas. La gelificación
del almidón es ampliamente usada para mejorar la
apariencia, estabilidad, textura y calidad de
alimentos.

31. La quitosana es un producto altamente viscoso
similar a las gomas naturales.
Debido a la alta viscosidad de la quitosana en
sistemas de pH < 5.5 puede emplearse como
espesante, estabilizante o agente de dispersión.
La quitina microcristalina producida por hidrólisis
controlada de ácido puede ser conveniente para el
uso como estabilizante y espesante en alimentos.
La quitina microcristalina es de 10 a 20 veces mayor
que la de la celulosa cristalina lo que lo hace
conveniente para los usos en mayonesa, mantequilla
de cacahuete y otros alimentos tipo emulsión.

32. La textura de los alimentos
 La Textura es un atributo importante que afecta al proceso y manejo, y
determina la vida útil y la aceptación de un producto por parte de los
consumidores.
 Es claramente un atributo sensorial y sólo puede medirse totalmente con
métodos sensoriales.
 Es el conjunto de propiedades que se derivan de la especial disposición
que tienen entre si las partículas que integran los alimentos.
 Para otros, es el conjunto de propiedades de un alimento capaces de ser
percibidas por los ojos, el tacto, los músculos de la boca incluyendo
sensaciones como aspereza, suavidad, granulosidad.
 Básicamente, este proceso incluye:
a) la percepción fisiológica del estímulo,
b) la elaboración de la sensación
c) la comunicación verbal de la sensación.

33. En función de la textura podemos dividir losEn función de la textura podemos dividir los
alimentos en siete gruposalimentos en siete grupos
Líquidos: aquellos en que la textura viene definida por la
viscosidad
Geles: la textura esta en función de la elasticidad
Fibrosos: donde predominan fibras macroscópicas
Aglomerados: la textura en función de la forma que presenta
la célula total; turgencia de la célula)
Untuosos: la textura en función de las sustancias grasas
Frágiles: alimentos con poca resistencia a la masticación
Vítreos: presentan estructura pseudo cristalina

34. NATURALEZA DEL ESTÍMULONATURALEZA DEL ESTÍMULO EJEMPLOSEJEMPLOS
 VISUAL
Color (frutas y hortalizas)
Velocidad de caída (líquidos)
 AUDITIVO
Intensidad sonido durante la masticación
(alimentos crujientes)
 TÁCTIL NO ORAL
Resistencia a la deformación (frutas y pan)
Resistencia al corte con cuchillo (carne)
Resistencia al corte cuchara (postres lácteos)
Resistencia a la agitación (líquidos

35. Otros Aspectos De La Estructura Física De Los Alimentos:Otros Aspectos De La Estructura Física De Los Alimentos:
Formación y Estabilización de dispersionesFormación y Estabilización de dispersiones
Dispersiones coloidales
Son dispersiones de partículas sólidas en el seno de un fluido o un
sólido. Las dispersiones coloidales son estables al menos en el corto
plazo por el pequeño tamaño de sus partículas, lo que causa que el
tiempo de separación (decantación o flotación) sea largo.
Geles/soles
Los geles y soles son básicamente disoluciones de grandes
moléculas de polímero orgánico como almidón, colágeno o albúmina
de huevo.
Emulsiones
Son dispersiones de una fase líquida en otra también líquida e inmiscible
con la primera. Ejemplos son la leche, la mantequilla, una emulsión de
partículas de agua en grasa estabilizada por proteína y por la elevada
viscosidad de la grasa
Espumas
Son un grupo muy popular de alimentos que, a diferencia de los otros
casos, se originan en operaciones de procesado específicamente
designadas para formar estos productos

36. Principales áreas de AplicaciónPrincipales áreas de Aplicación
Relación General de Sectores de Aplicación
Específicos
Panadería y Pastelería
Pasta
Embalajes Alimentación
Productos Farmacéuticos
Embalajes Productos Farmacéuticos
Productos Cosméticos
Productos de Higiene Personal