tp de laboratorio

Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional La Plata

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA
CATEDRA DE FISICOQUIMICA
TRABAJO PRACTICO DE LABORATORIO Nº 2

ENSAYOS REOLOGICOS I
VISCOSIMETROS ROTOTHINNER, BROOKFIELD Y STORMER
CINETICA DE RECUPERACION DE LA VISCOSIDAD Y ENSAYOS DE
CONSISTENCIA DE GELES TIXOTROPICOS

Objeto de la Experiencia:
Caracterizar reológicamente un geltixotrópico mediante el uso de diferentes
equipos y técnicas:
1) Determinación de viscosidades de un gel tixotrópico a altas velocidades de corte
(552 rpm) mediante un viscosímetro Rotothinner, a 25 °C, evaluando la viscosidad
en forma instantánea y al finalizar los 5 minutos.
2) Determinación de la cinética de recuperación del gel tixotrópico mediante el
viscosímetro Brookfield, a bajasvelocidades de corte (0.5 rpm), inmediatamente
después de la ruptura de la estructura en el Rotothinner.
3) Determinación de la viscosidad Stormer, “consistencia”, del gel tixotrópico a
velocidades de corte intermedias.

Fundamento:
Para evaluar la tixotropía de un material debe considerarse no sólo la agitación
a que está sometido sino también el tiempo en que se realiza la perturbación.Prácticas de Fisicoquímica. Ensayos Reológicos II

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Tal como ha podido observarse en los resultados experimentales de la parte I
de la práctica de ensayos reológicos, la viscosidad disminuye al aumentar la
velocidad de deformación (figura 1, línea continua negra), y cuando la velocidad de
deformación decrece la viscosidad se recupera rápidamente si el fluido es poco
tixotrópico (línea negrapunteada) y más lentamente si tiene mucha tixotropía (línea
continua gris).

Viscosidad, η

Velocidad de deformación, γ
Figura 1

Esto también ha podido observarse en gráficos de esfuerzo de corte en función
de la velocidad de deformación, donde las curvas resultantes tienen forma de ojal.

Esfuerzo de Corte, τ

Velocidad de deformación, γ
Figura 2

Prácticas de Fisicoquímica. EnsayosReológicos II

2

Utilizando diversos equipos también se puede realizar una caracterización
reológica de las muestras, obteniendo puntos aislados de la curva Viscosidad vs
Velocidad de Deformación tal como se puede observar en la

figura 3, con la

desventaja que los puntos determinados no pueden correlacionarse en curvas
continuas como las de la figura 1, debido a que no todos losequipos empleados
permiten precisar a qué valores de velocidad de corte se realizan las
determinaciones de viscosidad.
Sin embargo se pueden extraer importantes conclusiones empleando dichos
aparatos, aunque se pueden cometer importantes errores si se pretende comparar
los valores obtenidos con los distintos equipos a diferentes velocidades de corte. E
incluso el viscosímetro Stormer trabaja en“Unidades Krebs” no convertibles a Poise
para fluidos no newtonianos.

Cinética de
Recuperación

Ensayo de
Consistencia

Cinética de
Recuperación

Brookfield
Viscosidad

Stormer
Rotothinner

0.5 rpm
Figura

3:

Aprox
-1
100 s

552 rpm

Velocidad de deformación

Prácticas de Fisicoquímica. Ensayos reológicos II

3

Tal es el caso de la importante información quenos brinda el ensayo de
cinética de recuperación (ver figura 4), que en pinturas y geles correctamente
diseñados debe alcanzar rápidamente su valor máximo de viscosidad para que no
se produzca el escurrimiento “sagging” de la pintura (altas viscosidades a los 10 - 12
min de la aplicación), ni asentamientos en el envase, pero permitiendo sin embargo,
que la superficie nivele (bajasviscosidades de 0.5 a 1 minuto de la aplicación). Las
velocidades de corte para el nivelado “leveling” y la penetración así como para el
escurrimiento son inferiores a 1 seg-1.
Por otra parte la medición de la viscosidad en el Rotothinner nos da
información relacionada a la facilidad de bombeo y trasvase del fluido y es el paso
previo necesario para la cinética de recuperación ya que durante los 5...