Viscoscimetro

Definicion

La viscosidad o coeficiente de viscosidad es una propiedad física que tiene una función esencial en reologia (disciplina que trata del flujo y deformación de los materiales por la acción de esfuerzos). Representa la resistencia que oponen las moléculas de un liquido a una fuerza que tiende a desplazarlas.

Esta propiedad se ha estudiado mucho en los últimos años en las industrias farmacéuticas y cosmetológica con el interés de mejorar ciertas materias primas y también de conocer mejor ciertas formas farmacéuticas como las suspensiones, emulsiones, pomadas.

La determinación de la viscosidad de un liquido es un procedimiento físico de análisis descrito en la farmacopea europea , 2da edición, parte 1 capitulo v.6.7.

Comportamiento de liquidos y solidos

En reologia se adoptan las definiciones siguientes:

Una sustancia es un liquido si, al someterla a un esfuerzo constante, su deformación aumenta indefinidamente, es decir , un liquido es una sustancia que fluye.

Una sustancia es un solido si, al someterla a un esfuerzo constante que no provoque su ruptura , su deformación termina por alcanzar un valor constante.

Para todo liquido se puede medir su viscosidad o el coeficiente de viscosidad. Por el contrario un solido no presenta viscosidad.

A simple vista, un liquido fluye rápida o lentamente.

Considerese, por ejemplo, el agua y un aceite de silicon compuesto de largas cadenas entremezcladas; vaciese los recipientes que contienen cada una de las muestras. El agua fluye rápidamente , el aceite de silicon no parece moverse. Es necesario un tiempo mas grande para ver fluir al aceite.

Este ultimo también es un liquido, pero de viscosidad mucho mayor que la del agua.

Coeficientes de viscosidad

Las propiedades físicas que se presentan a continuación, forman parte de la definición de viscosidad. Se tienen diversos coeficientes de viscosidad.

• Viscosidad aparente: es la fuerza tangencial por unidad de superficie necesaria para desplazar paralelamente al plano de deslizamiento una capa de líquido de un metro cuadrado a una velocidad de un metro por segundo con respecto a una capa paralela que esta a una distancia de un metro.

• Viscosidad cinematica: se obtiene al dividir la viscosidad aparente entre la densidad del liquido analizado a la misma temperatura.

• Viscosidad relativa: es la relación de su viscosidad aparente con la del disolvente puro en las mismas condiciones físicas.

• Viscosidad especifica: es el cociente de diferencia entre la viscosidad aparente de la solución y la del disolvente puro entre la del disolvente puro en las mismas condiciones físicas.

• Viscosidad reducida: es la relación entre la viscosidad específica y la concentración del cuerpo en la solución.

Las dos primeras , descritas en farmacopea europea, son las que mas se determinan en las industrias farmacéutica y cosmetológica.

Los otros, pueden ser de interés para el quimico o el galenista, con el propósito de determinar las influencias respectivas del soluto y el disolvente en el comportamiento reologico de las soluciones.

Parámetros que afectan la viscosidad

Factores que afectan a la viscosidad

Diversos factores afectan los coeficientes de viscosidad:

• Presión exterior: en el área farmacéutica, los experimentos reológicos se realizan generalmente a la presión atmosférica, en general el aumento de la presión incrementa la viscosidad.

• Temperatura exterior: la influencia de la temperatura es muy importante, de manera que las determinaciones deben hacerse en un aparato con termostato, casi siempre aumento de temperatura disminuye la viscosidad del producto en estudio. En casos específicos proporcionar calorías aumenta la viscosidad (creación de enlaces, deshidratación).

• Tiempo : algunos productos presentan un comportamiento reologico dependiente del tiempo, es decir, su viscosidad en un mismo análisis cambia con el tiempo.

• Preparación de la muestra (la muestra debe ser homogénea en su masa y estar en equilibrio quimico y físico, para esto, basta con depositar la muestra con precaucion en el aparato de medición, algunos minutos u horas según la muestra antes de la determinación.

Estudio de los principales tipos de liquidos y flujos

Se distinguen dos grupos de liquidos:

• Liquidos newtonianos: cuya estructura inicial no se destruye ni en condiciones extremosas. Solo la presión y la temperatura modifican el coeficiente de viscosidad. El agua , los aceites minerales, las soluciones o dispersiones muy diluidas en un liquido newtoniano son liquidos newtonianos.

• Liquidos no newtonianos: cuya estructura inicial se destruye durante el experimento. Los liquidos no newtonianos tienen un comportamiento reológico independiente del tiempo, a diferencia de los liquidos no newtonianos cuyo comportamiento reologico es dependiente del tiempo, la temperatura, la presión , asi como el esfuerzo de corte o la velocidad de corte influyen en la viscosidad aparente de tales productos.

Se conocen 3 subgrupos principales:

- Líquidos seudoplásticos: la mayoría de los líquidos presenta un comportamiento seudoplastico, se pueden citar por ejemplo, los mucilagos de gomas naturales, las dispersiones de derivados de la celulosa, de alginato de sodio.

- Líquidos dilatantes: como ejemplo son las soluciones de almidón o de ciertos PVC.

- Líquidos plásticos: cuando el producto no puede fluir más allá de cierto valor del esfuerzo aplicado, los lodos, las pastas dentífricas , la pasta de pan, las grasas, las suspensiones de sulfato de zinc o de bario son cuerpos plásticos.

Se conocen 3 tipos de liquidos cuyo comportamiento es dependiente del tiempo:

- Liquidos tixótropos: estos liquidos son los que fluyen mas. Su viscosidad aparente disminuye con el tiempo. Readoptan su estructura inicial después de que se destruyen debido a un esfuerzo o velocidad de corte y después de un tiempo de reposo prolongado. Varios geles y pomadas farmacéuticas y cosmetoógicos pertenecen a este primer grupo.

- Liquidos antitixótropos: estas sustancias no se hallan con frecuencia. Al igual que

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