Reporte de viscosidad newtoniana

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    A JUEVES 25 DE SEPTIEMBRE DEL 2025

INTRODUCCIÓN        1

1.1 Concepto de Viscosidad        1

1.2 Fluidos Newtonianos y No Newtonianos        1

Objetivo de la Práctica        2

Importancia de la Medición de Viscosidad        2

MARCO TEÓRICO        2

2.1 Principios del Viscosímetro Fann        2

2.2 Unidades de Viscosidad        3

PRÁCTICA        3

3.1 Materiales y Equipo Detallado        3

3.2 Metodología Detallada        3

FORMULA        7

3.3 Datos crudos y observaciones        7

3.4 Tabla de Resultados        9

3.5 Análisis de Resultados        10

DISCUSIÓN DE RESULTADOS        11

4.1 Comportamiento del Aceite de Cocina        11

4.2 Comportamiento de la Miel Virgen        11

4.3 Limitaciones del Experimento        11

CONCLUSIÓN        12

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INTRODUCCIÓN 

1.1 Concepto de Viscosidad

La viscosidad es la medida de la resistencia interna de un fluido a deformarse o fluir bajo esfuerzo. En otras palabras, describe la fricción molecular entre capas de fluido. Un líquido muy viscoso (por ejemplo, la miel) ofrece gran resistencia al movimiento y fluye lentamente, mientras que uno de baja viscosidad (como el agua) fluye con facilidad. Esta propiedad es fundamental en física de fluidos: determina la energía necesaria para bombear o desplazar líquidos, la formación de perfiles de velocidad en tuberías, y en general afecta a la disipación de energía por fricción interna. La unidad de medida de la viscosidad dinámica en el Sistema Internacional (SI) es el pascal-segundo (Pa·s), aunque comúnmente se utilizan los centipoises (cP), donde 1 cP = 0.001 Pa·s. 

1.2 Fluidos Newtonianos y No Newtonianos

Los fluidos pueden clasificarse en dos grandes categorías según su comportamiento reológico: 

• Fluidos Newtonianos: Los fluidos newtonianos obedecen la ley de viscosidad de Newton: la tensión cortante (τ) es proporcional al gradiente de velocidad (du/dy) del flujo.Son aquellos en los que la viscosidad se mantiene constante e independiente de la velocidad de cizallamiento aplicada (esfuerzo de corte). La relación entre el esfuerzo de corte y la velocidad de cizallamiento es lineal y pasa por el origen. El agua, el aire y muchos aceites minerales y de cocina (bajo ciertas condiciones de temperatura y presión) son ejemplos de fluidos newtonianos.
• Fluidos No Newtonianos: En contraste, la viscosidad de estos fluidos cambia con la velocidad de cizallamiento. Se subdividen en varios tipos, incluyendo:

• Pseudoplásticos: Su viscosidad disminuye al aumentar la velocidad de cizallamiento (ej. pinturas, polímeros fundidos).

• Dilatantes: Su viscosidad aumenta al aumentar la velocidad de cizallamiento (ej. suspensiones concentradas como la maicena en agua).

• Plásticos de Bingham: Requieren un esfuerzo de cizallamiento inicial para comenzar a fluir (ej. pasta dental, lodos de perforación).

Objetivo de la Práctica

El objetivo principal de esta práctica de laboratorio es determinar la viscosidad dinámica aparente del aceite de cocina y de la miel virgen a una temperatura ambiente controlada, utilizando un viscosímetro Fann Modelo 35. Se buscará caracterizar el comportamiento reológico de ambos fluidos bajo diferentes velocidades de cizallamiento y establecer si se ajustan a un modelo newtoniano o no newtoniano, comparando sus perfiles de viscosidad. 

 Importancia de la Medición de Viscosidad

La medición de la viscosidad es crítica en una amplia gama de industrias y aplicaciones científicas. En la industria petrolera, es fundamental para el diseño de lodos de perforación, la optimización del bombeo de crudo y el transporte por oleoductos. En ingeniería, es clave para la lubricación de maquinaria y el diseño de sistemas de flujo. 

 MARCO TEÓRICO

2.1 Principios del Viscosímetro Fann

El viscosímetro Fann (Modelo 35A) es un viscosímetro rotacional coaxial cilíndrico, diseñado para medir la viscosidad aparente de fluidos, especialmente lodos de perforación y otros fluidos complejos. Su funcionamiento se basa en la ley de Stokes y en el principio de que la fuerza de cizallamiento necesaria para hacer girar un cilindro (rotor) dentro de otro cilindro fijo (estator) inmersos en el fluido es directamente proporcional a la viscosidad del fluido y a la velocidad de rotación. 

El equipo utiliza dos rangos de medición: "Low" (para viscosidades bajas a medias) y "High" (para viscosidades medias a altas), que se combinan con diferentes velocidades de rotación (RPM) para obtener un rango amplio de esfuerzos de cizallamiento. Las lecturas se muestran directamente en centipoises (cP) o en otras unidades reológicas. 

2.2 Unidades de Viscosidad

• Viscosidad Dinámica (µ): Mide la resistencia al flujo. La unidad SI es el Pascal-segundo (Pa·s). Comúnmente se usa el poise (P) o centipoise (cP), donde 1 P = 0.1 Pa·s y 1 cP = 0.001 Pa·s.
• Viscosidad Cinemática (ν): Es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad del fluido (ν = µ/ρ). La unidad SI es el metro cuadrado por segundo (m²/s). Comúnmente se usa el Stoke (St) o centiStoke (cSt), donde 1 St = 1 cm²/s.

PRÁCTICA 

3.1 Materiales y Equipo Detallado

• Viscosímetro Fann Modelo 35, calibrado.
• Recipiente para muestras del viscosímetro.
• 250 ml de aceite de cocina ( tipo específico: aceite vegetal de girasol).
• 250 ml de miel virgen  
• Probeta graduada de 250 ml o vaso de precipitados para medir volúmenes.  
• Varilla de agitación (opcional, para homogeneizar la miel si fuera necesario).
• Paños o toallas de papel para limpieza.
• Agua y jabón o solvente adecuado para limpieza.

3.2 Metodología Detallada

1. Preparación de Muestras: Se midieron cuidadosamente 250 ml de aceite de cocina y 250 ml de miel virgen. Ambas muestras se dejaron reposar a temperatura ambiente. [pic 5]

                                                                                         Figura 1.1 (250 ml de Aceite) 

1. Configuración del Viscosímetro (Aceite de Cocina): 

• Se aseguró que el viscosímetro Fann estuviera nivelado y limpio. o Se vertieron los 250 ml de aceite de cocina en el vaso de precipitados del viscosímetro, asegurando que el fluido cubriera completamente el rotor del equipo hasta la línea de inmersión.
• Se seleccionó el modo "Low" en el viscosímetro. o Se encendió el motor y se ajustó la velocidad a 3 RPM. Se esperó a que la lectura se estabilizará (aproximadamente 30 segundos) y se registró el valor en cP.
• Se repitió el paso anterior para las velocidades de 100 RPM y 300 RPM, registrando los valores de viscosidad. o Se cambió el modo a "High" en el viscosímetro. o Se tomaron lecturas a 6 RPM, 200 RPM y 600 RPM, esperando la estabilización y registrando los valores.

1. Limpieza: Tras completar las mediciones con el aceite, se retiró la muestra y se procedió a una limpieza exhaustiva del vaso y el rotor del viscosímetro con alcohol isopropílico o agua jabonosa y abundante agua, seguido de un secado cuidadoso para evitar cualquier contaminación cruzada.

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Figura 1.2 (Calibración Viscosímetro de Fann)     Figura 1.3 (Medición Aceite natural) 

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