Cuando se requiere estudiar la relación entre el esfuerzo y la deformación de los materiales fluidos, es necesario utilizar un reómetro. Esta herramienta es útil para conocer la viscosidad y el coeficiente de esfuerzo normal de las sustancias, por lo tanto es considerado un instrumento de gran utilidad en laboratorios de física e industrias en diversas áreas.
La reología es la ciencia que estudia la relación entre la fuerza de un material y la deforrmación que ocurre cuando ésta fluye. Para establecer la precisión en la medición, además de utilizar un reómetro, se necesita realizar ecuaciones constitutivas para hacer modelos de comportamiento de estos materiales.
Si necesitas determinar la velocidad de una sustancia y obtener resultados precisos, te invito a conocer para qué sirve un reómetro y cuáles son sus principales usos.
¿Qué es un Reómetro?
El reómetro es un material de laboratorio empleado para medir el esfuerzo y la viscosidad con la que un líquido fluye, o algún tipo de mezcla, exponiéndola a una determinada fuerza.
Su estructura mecánica permite determinar el fluido de aquellas sustancias líquidas que no tienen definido un único valor de viscosidad. Estas mezclas, por lo general, requieren ser ajustadas y medidas con parámetros mucho más ajustados que utilizando un viscosímetro.
El viscosímetro por su parte es una herramienta de medición que ofrece datos de la ductilidad y viscosidad de sustancias que tienen una densidad definida. Además es útil en controles de procesos y aplicación de laboratorios.
¿Para qué sirve un Reómetro?
Los reómetros son instrumentos que sirven para medir la viscosidad, así como determinar la elasticidad de todas aquellas sustancias no newtonianas en extensas condiciones.
Las principales propiedades que puede medir un reómetro son:
- Flujo de cedencia
- Tixotropía
- Viscosidad extensional
- Tensión de fluencia.
- Comportamiento durante la relajación de la tensión
- Hinchamiento de extrusión
- Fracturas de fundido
Cada una de estas propiedades permiten determinar el esfuerzo y deformación de los fluidos, de esta manera es mucho más sencillo conocer al detalle las condiciones y viscosidad de las sustancias.
Tipos de Reómetro
Dentro del mercado de instrumentos de medición se encuentran dos tipos de reómetro, cuyas diferencias se establecen por el su funcionamiento, ellos son:
El Reómetro rotacional
Es un dispositivo versátil que puede ser configurado en distintos métodos reológicos, con el fin de conocer la estructura y rendimiento de las suspensiones en algunas sustancias. Los tipos de pruebas se establecen desde la generación de curvas de viscosidad sencillas, hasta decenios de par, por medio de medición de esfuerzo y secuencias precisas.
Este tipo de reómetro ofrece cada vez más resultados precisos e inmediatos, debido a que es un instrumento moderno que contabiliza el método de prueba de procesos específicos, para generar e interpretar datos relevantes.
En cuanto a su optimización los reómetros rotacionales están diseñados para funcionar en muchos decenios de par y en la viscosidad de líquidos de estructura débil.
Algunas de las sustancias que se miden en reómetros rotacionales son: muestras de cremas y geles líquidos de estructura débil.
¿Cómo funcionan los reómetros rotacionales?
Los reómetros rotacionales funcionan de forma muy similar al viscómetro. Sin embargo, los reómetros poseen una funcionalidad superior.
Para utilizar estos equipos lo primero que se debe hacer es cargar las muestras entre dos placas geométricas, ejemplo en un sistema de cono y placa de manera alternativa y un sistema de cup and bob.
El reómetro por medio de la placa superior aplica tensión de cizallamiento rotativo en la sustancia, a continuación la tensión faltante es calculada a esto se le llama “índice de cizallamiento”.
Esta herramienta es precisa y te permitirá identificar la condición donde se pueden aplicar la tensión de cizallamiento.
Reómetro capilar
El reómetro capilar tiene sus orígenes en la industria de los polímeros, su objetivo es medir los perfiles de viscosidad de suspensiones en sustancias que cuentan con partículas grandes a altas cargas. Por ejemplo: lodos de cerámica, fusiones de polímetros, tintas, alimentos y recubrimientos.
La ventaja de este tipo de equipo es que posee una fuerza muy alta, lo que permite conocer el comportamiento de las sustancias a límites muchos más elevados que el reómetro rotacional.
Se emplea en procedimientos industriales como extrusión y pulverización de materiales de tamaño grueso.
¿Cómo funciona el reómetro capilar?
Para el funcionamiento de esta herramienta mecánica se debe ejercer presión en la salida de una muestra, la cual se debe determinar por un barril o dependiendo de una presión alta. Ahora bien, la caída de presión del barril suministrará la información sobre la velocidad de la presión de flujo de la sustancia líquida a la cual se le desea calcular la viscosidad.
Usos de un Reómetro
El reómetro es el instrumento de medición indicado para medir la viscosidad de fluidos que no pueden ser leídos por el viscosímetro. Esta herramienta se encarga de establecer parámetros precisos para conocer las propiedades de los líquidos.
Este equipo mecánico somete el fluido a distintos tipos de deformaciones, midiendo los esfuerzos, viscosidad, coeficiente de esfuerzos normales, módulos de almacenamiento, módulo de pérdidas y viscoelasticidad no lineal.
Los reómetros permiten conocer el punto de fluencia de las sustancias, este elemento es de gran importancia porque es esencial para garantizar la calidad de algunos productos como: geles, barnices, lubricantes, pastas, pomadas, pinturas etc.
La industria de alimentos también utiliza esta herramienta para conocer la fluencia de algunos productos como cremas de nata, postres, flanes. Por otro lado, la medicina utiliza este sistema para conocer las propiedades de fluencia de la sangre para procesos de nutrición y oxígeno de los órganos.
Características de los Reómetros
Cómo has visto anteriormente existen dos tipos de reómetro de acuerdo al tipo de sustancia que se desee medir. Sin embargo, a pesar de sus diferencias, coinciden en algunas características esenciales que te compartiré:
- Analiza el comportamiento de materiales en estado de deformación y fluidez
- Miden magnitudes como ángulo de giro, el par y el periodo
- Diseñados con amplio rango de presión y temperaturas
- Algunos arrojan resultados digitalizados
Entre sus características presenta elementos como poleas grandes y pequeñas, columnas fijas y móviles, placas, motor, correa de transmisión, tornillos, dispositivos para controlar la temperatura, transductores de fuerza. Este conjunto de piezas conforman un sistema que permite exponer la muestra a deformaciones, y velocidades de flujo para representar condiciones de procesamiento industrial.
Importancia de los Reómetros
Los reómetros son instrumentos de medición de gran importancia en diversas áreas, no solo los sectores industriales y físicos se benefician de este aparato, sino también su funcionamiento es necesario para investigaciones científicas de salud y alimentación.
Lograr que un producto sea de buena calidad, depende de muchos factores, entre ellos su viscosidad. Dependiendo del tipo de sustancia que desees estudiar debes escoger el reómetro que más se adapte a lo que necesitas, así obtendrás resultados precisos.
Conocer las propiedades de los materiales es posible apoyándote de instrumentos de confiables de laboratorio. Te invito a unirte a nuestra comunidad para seguir conociendo más herramientas de utilidad para tus investigaciones científicas.