Viscosidad

La viscosidad es una propiedad importante de los líquidos que describe la resistencia del líquido al flujo y está relacionada con la fricción interna en el líquido. El tipo más común de comportamiento de flujo es el flujo de cizallamiento en el que las capas de líquido se mueven cada una en relación con la otra, en respuesta a una fuerza de cizallamiento. Esta fuerza externa adopta la forma de una tensión de cizallamiento que se define como la fuerza que actúa sobre el área de una unidad de líquido y da como resultado un gradiente de velocidad en todo el espesor de la muestra, denominado tasa de cizallamiento. La viscosidad de cizallamiento o viscosidad dinámica relacionada con este proceso se obtiene de la relación entre la tensión de cizallamiento y la tasa de cizallamiento, como se ilustra a continuación.

What is viscosity?

Líquidos no newtonianos

Muchos líquidos simples se clasifican como newtonianos, lo que significa que su viscosidad es independiente de la cantidad de cizallamiento aplicado. Ejemplos de ello serían el agua y los hidrocarburos simples. Conforme la complejidad del líquido aumenta, por ejemplo, mediante la inclusión de burbujas, gotas, partículas o polímeros, los líquidos pueden asumir un comportamiento más complejo y mostrar una respuesta no newtoniana, en la que la viscosidad depende de la cantidad de cizallamiento aplicado. Estos tipos de líquidos son generalmente llamados líquidos estructurados o líquidos complejos y su comportamiento puede describirse mejor usando un reómetro, ya que este puede medir una gama más amplia de viscosidades en un rango más amplio de tasas de cizallamiento, tensión de cizallamiento y temperatura, que un simple viscómetro.

Este tipo de comportamiento no newtoniano es común a muchos productos industriales y comerciales, incluidos la pasta de dientes, la mayonesa, las pinturas, los cosméticos y los cementos, que por lo general son líquidos con adelgazamiento de cizalla, en los que la viscosidad disminuye con el aumento de la tasa de cizallamiento, aunque, en algunos líquidos muy estructurados puede darse un engrosamiento de cizalla. 

 


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Rheology

Aplicaciones de la viscosidad

En la mayoría de los productos se exige que la viscosidad sea alta en tasas de cizallamiento bajas para prevenir la sedimentación o el colapso, pero que se adelgace a tasas de cizallamiento más altas para facilitar la aplicación o el procesamiento. Por lo tanto, una sola medición de viscosidad no es suficiente para describir la viscosidad de dichos materiales, sino que la viscosidad deberá medirse con una amplia gama de tasas o tensiones de cizallamiento o estrés, o al menos a una tasa de cizallamiento relevante para el proceso o aplicación de interés. Los líquidos no newtonianos también pueden mostrar otros fenómenos, como el flujo de cedencia, la tixotropía y la viscoelasticidad que pueden tener un impacto importante sobre el comportamiento de los materiales y el desempeño del producto.

Applications of viscosity