¿Qué es un viscosímetro capilar?

Un viscosímetro capilar es un instrumento que se utiliza para medir la viscosidad o el espesor de un líquido midiendo cuánto tarda el líquido en fluir a través de un tubo de diámetro pequeño o capilar. El tiempo de flujo, o eflujo, es directamente proporcional a la viscosidad cinemática del líquido y puede convertirse directamente en viscosidad mediante el uso de un factor de conversión único para cada instrumento. La viscosidad generalmente depende de la temperatura, por lo que el viscosímetro capilar generalmente se usa en un baño de agua a temperatura controlada ajustado a una temperatura específica.

La viscosidad puede considerarse como la fricción interna de un líquido o su tendencia a resistirse a fluir. La viscosidad es, por lo tanto, una propiedad importante de los fluidos. Es de preocupación crítica en lubricantes, pinturas, bebidas y en cualquier caso donde se deba transferir, remover o manipular un líquido.

Un viscosímetro capilar puede tomar cualquiera de varios diseños, pero el más común es el viscosímetro en forma de U o de Ostwald, de los cuales los tipos Cannon-Fenske y Ubbelohde son típicos. Un viscosímetro capilar Cannon-Fenske es una pieza de tubo de vidrio en forma de U que lleva dos bulbos o cámaras de vidrio en un brazo, separados por una longitud calibrada de tubo capilar. Otra bombilla está baja en el otro brazo, en el que se carga la muestra. Luego, la muestra y el viscosímetro capilar se suspenden en un baño de agua a temperatura fija y se permite que alcancen el equilibrio térmico.

Una vez que se alcanza el equilibrio térmico, la muestra se sube a la cámara superior y comienza la prueba. Se permite que la muestra de prueba fluya desde la cámara superior a la inferior a través del capilar, y se mide el tiempo de salida, o el tiempo que tarda en atravesar la longitud del capilar. Los viscosímetros capilares vienen con un factor de conversión proporcionado por el fabricante que permite el cálculo de la viscosidad cinemática directamente a partir del tiempo de eflujo.

Para líquidos de alta viscosidad, se pueden usar soluciones de estas sustancias en un solvente adecuado y se pueden determinar las mediciones de las viscosidades de las soluciones a varias concentraciones. La construcción de un gráfico que represente el porcentaje de concentración frente a la viscosidad permite encontrar la viscosidad del líquido puro extrapolando el gráfico a una concentración de disolvente cero.

En el sistema Standard International (SI), la viscosidad se mide en unidades de Pa*s, o Pascal segundos. Sin embargo, esto es bastante alto para la mayoría de los líquidos, y es más común medir las viscosidades en unidades de mPa*s, o mili-Pascal*segundo, que es una milésima parte de un Pascal*segundo. En el sistema cgs, todavía utilizado por la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales, la unidad de viscosidad es el poise, o más comúnmente, el centipoise (cP), que es una centésima parte de un poise. Tanto el sistema SI como el sistema cgs se basan en el sistema métrico, por lo que la conversión entre ellos es simple y 1 cP es igual a 1 mPa*s.