Fisicoquimica Termodinamica

Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 4, No. 1, Jan. 2010 237 http://www.journal.lapen.org.mx

Determinación de la viscosidad de fluidos

newtonianos y no newtonianos (una revisión

del viscosímetro de Couette)

A. F. Méndez-Sánchez1, L. Pérez-Trejo1, A. M. Paniagua Mercado1,2

1Escuela Superior de Física y Matemáticas, Instituto Politécnico Nacional, Edif. 9 Unidad

Profesional Adolfo López Mateos, Col. Lindavista, C.P. 07738, México Distrito Federal.

2Centro de Asimilación Tecnológica-FESC, Universidad Nacional Autónoma de México,

Cuautitlán, Edo. de México

E-mail: leopt@esfm.ipn.mx, aptypo@hotmail.com

(Recibido el 17 de Diciembre de 2009; aceptado el 22 de Enero de 2010)

Resumen

En los cursos elementales de física de fluidos, teóricos y de laboratorio, a nivel licenciatura e ingeniería, se estudia el

tema de viscosidad haciendo referencia únicamente a los fluidos newtonianos. Sin embargo, el creciente empleo de

fluidos no newtonianos, obliga a incluir el estudio de este tipo de fluidos. Por lo que conducir experiencias que

permitan al estudiante distinguir entre los fluidos newtonianos y no newtonianos ampliará su conocimiento general en

este tema. El objetivo de este trabajo es dar una herramienta didáctica para diferenciar entre fluidos newtonianos y no

newtonianos a partir de las curvas de flujo. Además, se presentan detalles para la construcción de un viscosímetro de

cilindros concéntricos (de Couette) de bajo costo, el cual puede ser fabricado por los mismos estudiantes. Finalmente,

se muestran los resultados de la caracterización viscosa de dos fluidos comerciales usando el viscosímetro construido.

Palabras clave: Fluidos no newtonianos, curva de flujo, viscosidad, viscosímetro de cilindros concéntricos.

Abstract

Newtonian viscosity is studied in the theoretical and laboratory courses of physics of fluids in natural sciences and

engineering. Because of the increasing use of Non-Newtonian fluids is necessary to include them in these courses. To

driving experiences that enable to the students to distinguish between Newtonian and non-Newtonian fluids will allow

to improve their knowledge about fluids. The purpose of this work is to give a didactic tool to differentiate between

Newtonian and Non-Newtonian fluids by using their flow curves. In addition, the details of a concentric cylinders

viscometer (Couette Viscometer) construction of low cost are shown, the which one can be manufactured by the

students. Finally, the characterization of two commercial fluids is included.

Keywords: Non-Newtonian fluids, flow curve, viscosity, concentric cylinders viscometer.

PACS: 83.50.Ax, I01.50.Pa, 83.60.Fg, 83.85.Jn ISSN 1870-9095

I. INTRODUCCIÓN

El estudio de la viscosidad de los líquidos en los cursos de

física del nivel superior, se limita a diferenciar

principalmente entre flujo laminar y turbulento, así como a

presentar los perfiles de velocidad generados bajo ciertas

condiciones particulares considerando la idea newtoniana,

donde la viscosidad es una constante que depende

principalmente de la temperatura y en mucho menor

medida de la presión [1, 2].

Por otra parte, en los cursos de laboratorio solo se

estudia experimentalmente el comportamiento viscoso de

los líquidos en función de la temperatura y el estudiante se

queda con la idea de que la viscosidad de un fluido solo

cambia con ésta. No obstante, en la actualidad el estudio

de la viscosidad se ha visto muy diversificado debido

principalmente al comportamiento heterogéneo de los

fluidos que se emplean a nivel industrial, tales como las

pinturas, suspensiones, emulsiones, polímeros fundidos,

entre otros. En donde la naturaleza química de éstos, ya

sea por la presencia de partículas coloidales,

macromoléculas o agregados al fluido base, muestra que la

viscosidad depende de las condiciones de flujo y de la

velocidad con que estos fluidos se mueven, alejando

totalmente

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