Viscosímetro para suspensiones: medir la viscosidad de líquidos complejos
¿Qué es una suspensión?
Las suspensiones son mezclas heterogéneas en las que partículas sólidas insolubles o prácticamente insolubles se dispersan en una fase líquida. Estos sistemas son termodinámicamente inestables y constan de dos fases:
- Una fase líquida continua y dispersante
- Una fase sólida discontinua y dispersa
Las suspensiones pueden sedimentar si la agitación o el caudal no son suficientes, lo que puede provocar problemas en los sistemas de tuberías, como:
- Distribución desigual de las partículas sólidas
- Acumulación de sólidos en el fondo de las conducciones
- Obstrucción del flujo
¿Qué factores influyen en la viscosidad de las suspensiones?
La adición de sustancias disueltas o en suspensión modifica la viscosidad de la mezcla. La viscosidad de una suspensión depende de varios factores, entre ellos:
- La concentración de partículas sólidas
- El tamaño y la forma de las partículas
- Las interacciones entre la fase líquida y las partículas en suspensión
Las curvas de flujo que describen la influencia de la velocidad de cizalladura sobre la viscosidad muestran que las suspensiones, especialmente a altas concentraciones, presentan un comportamiento no newtoniano, generalmente seudoplástico (disminuye la viscosidad con el cizallamiento). Aunque menos frecuentes, también existen suspensiones dilatantes. Algunas incluso tienen comportamiento tixotrópico: su viscosidad aparente disminuye con el tiempo bajo cizallamiento.
Ejemplo de aplicación: suspensión mineral de óxido de zinc (ZnO)
El óxido de zinc puede producirse de varias formas, por ejemplo, a partir de hidróxidos de zinc procedentes de la producción de ditionito de sodio. El óxido se enfría y purifica para obtener la forma más pura posible.
Durante la purificación, la concentración de ZnO es clave para asegurar que el producto final cumpla con las especificaciones del cliente. Durante la producción, la viscosidad permite una medición indirecta de dicha concentración.
Este óxido, prácticamente insoluble en agua, suele presentarse en forma de polvo o microesferas blancas o amarillas, infusibles y con un comportamiento reológico complejo.
Se utiliza en numerosos sectores como la industria alimentaria o petroquímica. En la fabricación de caucho, por ejemplo, el ZnO acelera la cinética de vulcanización. También es esencial en formulaciones farmacéuticas en polvo.
Dependiendo del tamaño de las partículas y de la formulación, estas suspensiones pueden presentar comportamientos reológicos variados.
En los protectores solares, por ejemplo, el óxido de zinc se dispersa en una fase oleosa o acuosa. La viscosidad del producto dependerá de la concentración de ZnO y de las interacciones entre partículas. Una concentración elevada puede inducir un comportamiento tixotrópico, lo que facilita la aplicación y garantiza una buena adherencia sobre la piel.
El viscosímetro MIVI de Sofraser: la solución ideal para suspensiones
El MIVI, el viscosímetro vibrante más vendido de Sofraser, proporciona una solución fiable y reproducible para medir la viscosidad de las suspensiones. Su principio de funcionamiento vibratorio ofrece múltiples ventajas:
- Repele ligeramente las partículas de la microcapa en contacto con la parte activa del sensor, lo que le confiere resistencia a la abrasión
- Proporciona una medición continua en tiempo real, 24/7
- Es compatible con los entornos industriales más exigentes
- Permite medir con precisión la viscosidad, así como magnitudes correladas como la concentración y la detección de fases
Su integración en los procesos industriales optimiza la calidad del producto final, reduce las pérdidas y asegura una producción eficiente.
Aplicaciones comunes de suspensiones:
- Arroz con leche
- Lodos de perforación
- Tintas
- Pinturas
- Queso fresco
- Lechadas de cemento
- Slurrys
- Cerámica, pastas y esmaltes
- Suspensiones de levaduras
