Viscocidad

DETERMINACION DE LA VISCOSIDAD DE ACEITE DE COCINA Y DE BATERIA

DETERMINATION OF THE VISCOSITY OF COOKING OIL AND BATTERY

RESUMEN: Actualmente para las industrias alimentarias es de vital importancia tener conocimiento acerca de las diversas propiedades que presentan los líquidos, donde una de las propiedades más importantes para su estudio es la viscosidad, la cual tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Por tal razón, el objetivo principal de la presente práctica de laboratorio, es determinar la variación de viscosidad de dos fluidos con respecto a la temperatura, utilizando dos tipos de fluidos con densidades diferentes como aceite de cocina y aceite de batería. Para el desarrollo de tal práctica, utilizamos una serie de materiales y equipos como son, viscosímetro de bolas, termómetro, estufa, pie de rey y otros equipos que se detallan con más claridad en la metodología. Posterior a esto, se realizaron los respectivos cálculos, para la realización de las graficas, concluyendo de forma general que el aceite de cocina es más viscoso que el de batería.

PALABRAS CLAVE: viscosidad, temperatura, ley de stokes, fluidos (liquidos)

ABSTRACT: Currently for the food industry is of vital importance to have knowledge about the various properties that have liquids, where one of the most important properties for study is the viscosity, which tends to oppose its flow when a force is applied. For this reason, the main objective of this lab is to determine the variation of viscosity of two fluids with respect to temperature, using two types of fluids with different densities as cooking oil and oil drums. For the development of such a practice, we use a range of materials and equipment such as, ball viscometer, thermometer, heater, calipers and other equipment that is more clearly detailed in the methodology. After this, the respective calculations were performed for the realization of the graphs, concluding generally that cooking oil is more viscous than the battery.

KEYWORDS: viscosity, temperature, law of stokes, fluids(liquids)

1. INTRODUCCIÓN

La propiedad de un fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus moleculas esta dada por la viscosidad, la cual esta sometida a un esfuerzo cortante o fuerza de cizalla. Para representar la relacion entre la viscosidad y el esfuerzo cortante; Newton presentó la ley que expresa que el esfuerzo cortante es igual al producto de la viscosidad por la velocidad de deformacion angular. De esta ley se deriva el concepto de fluido newtoniano, como aquel cuyo comportamiento se rige por la ley de newton para una viscosidad constante [1]

Al aplicar un esfuerzo de corte a un fluido en reposo, ocurre un desplazamiento de las capas adyacentes en donde las capas inferiores se mueven más lentamente, ya que son afectadas por la resistencia tangencial. La viscosidad, por lo tanto, se manifiesta en los fluidos en movimiento donde las fuerzas tangenciales entran en acción. Cuando la viscosidad es muy grande, el rozamiento entre las capas adyacentes es pronunciado y el movimiento por lo tanto resulta débil. La viscosidad de los fluidos se mide a través del coeficiente de viscosidad, un parámetro que depende de la temperatura. La unidad física de viscosidad dinámica es el pascal-segundo, de acuerdo al sistema internacional de unidades. [2].

Existen numerosos procedimientos y equipos para detemerminar la viscosidad de un fluido, tal es el caso del viscosímetro de bolas (Fig.3); el cual está basado en la determinación del tiempo transcurrido por una esfera entre dos marcas y al estar sumergido en un fluido a cierta temperatura.

La determinación de la viscosidad de un fluido en un viscosímetro de bolas, está basada en la ley de Stoke; este autor estudió el flujo de fluidos alrededor de una esfera para valores de números de Reynolds muy pequeños [3]

Uno de los fenómenos implicados con la ley de Stokes, es el movimiento dado por una esfera, el cual al caer en un fluido en reposo a una velocidad constante, se produce una fuerza de empuje hidrostática más la adición de la fuerza de resistencia igual al peso del sólido. La ecuación que me relaciona el fenTT6TTómeno anterior está dada por:

Ecuación 1

Donde: Viscosidad absoluta (); Densidad de la bola (1); Densidad del aceite (2); Tiempo de caída ( t ); Constante de la esfera (K)

K = D2 * g/18*d; Ecuación 2

Donde: Gravedad (g); Distancia entre las 2 marcas (d); Diámetro de la bola (D)

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 natrualeza quimica 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 mueve, alejando totalmente la idea clásica de una viscosidad newtoniana. Este tipo de fluidos han sido clasificados como fluidos no newtonianos [4,7]

Por otro lado, en todo tipo de industrias alimentarias es importante tener el conocimento necesario de las propiedades de un fluido, antes del iniciar cualquier proceso. Se debe conocer la viscosidad del fluido a trabajar, debido a que con esta se determina el proceso adecuado para la aplicación de dicho tratamiento, como es el caso de la leche. El tratamiento que se le da a una leche con gran cantidad de sólidos solubles, no es el mismo que el que se le aplica a una leche con insuficiencias en esta. Al final del proceso también es importante conocer ésta propiedad ya que se debe saber si los productos cumplen con las especificaciones de viscosidad requeridas por las normas establecidas. Es por eso que en el presente trabajo se muestra a escala de laboratorio el estudio de la variación de la viscosidad de dos fluidos con respecto a la temperatura a través de un viscosímetro de bolas.

2. METODOLOGÍA

Para el desarrollo de este laboratorio, se realizó un estudio previo de cada uno de los fluidos usados, con el fin de establecer los parámetros que los afectan; seguido del reconocimiento y uso de algunos equipos como viscosímetro de bolas, picnómetros, balanza, estufa, termómetros, pie de rey, entre otros, los

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