MEDIDORES DE VISCOSIDAD Y CONSISTENCIA

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MEDIDORES DE VISCOSIDAD Y CONSISTENCIA
RESUMEN
El presente trabajo, está basado en la descripción y análisis de los diversos
medidores de Viscosidad y Consistencia con sus respectivos principios de
funcionamiento. De este modo extenderemos los conocimientos previos que
tenemos de otros tipos de medidores.
La viscosidad se define como la resistencia de un líquido a fluir cuando se le
aplica una fuerza externa y se puede estudiar desde el punto de vista dinámico
o cinemático. Así mismo se pueden clasificar a los fluidos de acuerdo a su
comportamiento con la viscosidad. De esta forma tenemos a los fluidos
newtonianos y no newtonianos. La consistencia es el grado de deformación
que presentan los fluidos cuando se le somete a un esfuerzo cortante. 
Son instrumentos de medición para determinar la resistencia, también
denominado como viscosidad, de diferentes líquidos. Los medidores de
viscosidad se usan principalmente en aplicaciones de laboratorio. Pero también
en el control de procesos se necesitan para ayudar en la regulación de tales
procesos. Es el instrumento de medición que aprovecha el movimiento de
esfera en un fluido viscoso y se basa en el tiempo que demorara la bola en
llegar de un punto a otro. Entre los viscosímetros continuos tenemos los de tipo
capilar el cual es quizá el instrumento para la determinación de viscosidad más
empleado, y también el más antiguo, los cuales son útiles para la medida de
viscosidades de un gran número de fluidos, desde disoluciones de polímeros
hasta polímeros fundidos. El viscosímetro rotacional es un equipo para la
determinación de la viscosidad por el principio rotacional, consiste en la
rotación de un husillo sumergido en la muestra a una velocidad constante. Así
mismo tenemos el viscosímetro de vibración mide la viscosidad detectando la
corriente eléctrica necesaria.
Los medidores de Consistencia se aplican en su mayoría en la industria del
papel debido a que la consistencia teóricamente es el grado de deformación
que presentan los fluidos al ser sometidos a un esfuerzo cortante, de ahí su
importancia en esta industria ya que esta medición se da con el fin de evaluar
la firmeza de la pulpa de papel.
I. FUNDAMENTO TEORICO
I.1. VISCOSIDAD Y CONSISTENCIA
La viscosidad expresa la facilidad que tiene un fluido para fluir cuando se le
aplica una fuerza externa.
La viscosidad absoluta de un fluido es una medida de su resistencia al
deslizamiento.
Al aumentarse la temperatura, la viscosidad de todo líquido disminuye,
mientras que la viscosidad de todo gas aumenta.
I.1.1. ECUACIÓN DE NEWTON DE LA VISCOSIDAD
La expresión matemática que pone de manifiesto la ecuación de
Newton de la viscosidad, es representada de la siguiente manera:
Que se denomina coeficiente de viscosidad, viscosidad absoluta,
viscosidad dinámica, o viscosidad del fluido. Las dimensiones de la
viscosidad absoluta son fuerza por unidad de área partido por el
gradiente de velocidad. En el sistema internacional de unidades(SI ),
las unidades de viscosidad absoluta son las siguientes:
Una unidad muy utilizada para la viscosidad en el sistema (CGS) es
el poise (P), denominado así en honor a Jean Louis Poiseuille. El
poise es igual a 1 g/cm . so 0.10N .s /m2. El centipoise (cP) es igual a
μ= τ
du
dy
Dimensiones de μ= Dimensiones de τ
Dimensionesde du
dy
=
N
m2
s−1
=N .s
m2
=Pa. s= kg
m .s
0,01Poise y es frecuentemente una unidad más cómoda. Tiene otra
ventaja en cuanto que la viscosidad del agua a 68.4 ° Fes1cP. Por
tanto, el valor de la viscosidad en centipoise es una indicación de la
viscosidad del fluido con respecto a la del agua a 68.4 ° F.
I.1.2. VISCOSIDAD CINEMÁTICA (v)
Así denominada porque la fuerza no está involucrada en las
dimensiones, quedando únicamente la longitud y el tiempo, como en
cinemática. De esta forma:
La viscosidad cinemática se mide habitualmente en m 2 /s en el
sistema internacional, y en ft2 /s en el sistema británico de unidades.
Anteriormente, las unidades utilizadas en el sistema (CGS) eran
cm2/seg, también denominado Stoke(St ). El centistoke (cSt ),
0.01St=10−6m2/ s era la unidad más conveniente en muchas
ocasiones.
I.1.3. PROPIEDADES DE LA VISCOSIDAD
o La viscosidad cinemática de los gases varía con la presión debido
los cambios de densidad.
o La viscosidad absoluta de todos los fluidos es prácticamente
independiente de la presión en el rango de valores que se
encuentran en el campo de la ingeniería.
v=μ
ρ
=
[Centi Poise ]
[ gramoscm3 ]
=
g
cm. s
g
cm3
= cm
2
s
=[stoke ]
o La viscosidad de los vapores saturados es modificada
apreciablemente por cambios de presión, a pesar de ello, los
datos sobre vapores son incompletos y en algunos casos
contradictorios, es por esto que cuando se trata de vapores
distintos al de agua se hace caso omiso del efecto de la presión a
causa de la falta de información adecuada.
o En un líquido las moléculas tienen una movilidad limitada con
fuerzas cohesivas grandes. Un aumento de la temperatura
disminuye la cohesión entre moléculas y decrece la viscosidad del
fluido.
o En un gas hay gran movilidad y muy poca cohesión, sin embargo,
las moléculas chocan y de aquí que se origina la viscosidad; al
aumentar la temperatura la temperatura aumenta el movimiento
aleatorio y por ende la viscosidad.
I.1.3.1. FLUIDOS NEWTONIANO
Son aquellos en los que la relación entre el esfuerzo de corte τ xy y la
velocidad de deformación d v x /d y se mantiene constante, siendo la
viscosidad η la constante de proporcionalidad:
 
Se comportan como fluidos newtonianos los gases y la mayoría de
los líquidos sencillos. 
La viscosidad de un fluido newtoniano no depende del tiempo de 
aplicación del esfuerzo, aunque sí puede depender tanto de la 
temperatura como de la presión a la que se encuentre.
τ yx=−η¿
I.1.3.2. LOS FLUIDOS NO NEWTONIANOS
Un fluido no newtoniano es aquel fluido cuya viscosidad varía con la
temperatura y la tensión cortante que se le aplica. Como resultado,
un fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y
constante, a diferencia de un fluido newtoniano.
Aunque el concepto de viscosidad se usa habitualmente para
caracterizar un material, puede resultar inadecuado para describir el
comportamiento mecánico de algunas sustancias, en concreto, los
fluidos no newtonianos. Estos fluidos se pueden caracterizar mejor
mediante otras propiedades reológicas, propiedades que tienen que
ver con la relación entre el esfuerzo y los tensores de tensiones bajo
diferentes condiciones de flujo, tales como condiciones de esfuerzo
cortante.
Son en general, aquellos en que la relación entre el esfuerzo de
corte y la velocidad no se mantiene constante. La viscosidad en
estos fluidos varía al modificarse el esfuerzo de corte o con el tiempo
de aplicación del mismo. 
Los fluidos no newtonianos más comunes pueden clasificarse en: 
a) PSEUDOPLASTICOS
Donde se observa que la viscosidad disminuye al aplicarse un
aumento en el esfuerzo de corte. Su ecuación constitutiva es:
 Ejemplos de este tipo de fluidos son emulsiones, asfaltos a
determinadas temperaturas, polímeros. 
τ yx=−m ¿¿
b) DILATANTES
La viscosidad aumenta a medida que aumenta el esfuerzo de
corte aplicado. La ecuación constitutiva es:
 Barros, resinas vinílicas son ejemplos de este tipo de fluido
no newtoniano. 
c) PLASTICOS DE BINGHAM:
Se comportan como un sólido en condiciones estáticas
requiriendo un esfuerzo mínimo (τ0) para comenzar a fluir,
comportándose como newtonianos a valores superiores de
ese esfuerzo mínimo. 
De acuerdo a su comportamiento respecto del tiempo los
fluidos no newtonianos pueden clasificarse en:
 TIXOTROPICOS
Disminuye la viscosidad a medida que aumenta el tiempo
cuando están sometidosa un esfuerzo de corte constante.
Dentro de este tipo de fluidos encontramos tintas de
imprenta, suspensiones arcillosas, coloides. 
 REOPECTICOS
Aquí la viscosidad aumenta a medida que transcurre el
tiempo a velocidad de corte constante, como por ejemplo
se observa en la clara de huevo y la crema batida. 
τ yx=−m ¿¿
τ yx=τ 0−η ¿
¿
En la siguiente figura podremos observar los distintos
comportamientos
 
Muchos plásticos requieren la aplicación de una cierta fuerza a la placa móvil
antes de que ésta se mueva y, una vez en movimiento, la viscosidad aparente
disminuye al incrementarse la velocidad de la placa (la pendiente baja). Otros
materiales, que en reposo están coagulados, pasan al estado líquido al ser
agitados (tixotrópicos).
Hagen-Poiseuille definieron la viscosidad en términos más prácticos
expresando la relación entre los esfuerzos y las velocidades cortantes para un
tubo capilar de la forma siguiente:
Donde:
ΔP=Presióndiferencial a través dellíquido enel tubocapilar
R=Radio interior del tubo
Q=Caudal del fluido
l=Longitud deltubo
 FUENTE 1: Información Técnica "AMPEX"
μ=
ΔP
2X l
4 xQ
π X R4
Si la viscosidad se expresa en función del tiempo que un volumen determinado
del fluido emplea para pasar a través de un orificio o de un tubo capilar se usan
las siguientes unidades:
 Escala Saybolt (Estados Unidos): Tiempo, en segundos, que tardan
60 ml del fluido en pasar a través del orificio calibrado de un
viscosímetro universal Saybolt a una temperatura determinada.
 Redwood (Gran Bretaña): Tiempo, en segundos, que tardan 50 ml de
aceite en pasar a través del orificio calibrado de un viscosímetro
universal Redwood a una temperatura determinada.
 Engler (Europa): Relación entre el tiempo, en segundos, que tardan
200 ml del fluido y 200ml de agua en pasar a la misma temperatura por
un viscosímetro Engler normalizado. Expresado en grados Engler. 
Existe una relación entre la viscosidad cinemática ( v )y las unidades anteriores,
dada por la fórmula:
Con los valores de A y B dados por la tabla siguiente:
Viscosímetro A B
Saybolt 0,002
2
1,8
Redwood 0,002
6
1,7
2
Engler 0,001
47
3,7
4
TABLA 1: Valores de A y B en las diferentes escalas de medición de Viscosidad
v=A X t−B
t
 Viscosímetro Saybolt:
Este equipo consiste en un recipiente destinado a contener el fluido cuya
viscosidad se quiere determinar y donde en su parte inferior dispone un
orificio de diámetro normalizado. Este recipiente se halla a su vez dentro
de otro que le sirve de baño termostático para poder determinar
viscosidades a distintas temperaturas. Está dotado de un sistema de
calentamiento integrado.
 FIGURA 1: Viscosímetro Saybolt
 Viscosímetro Redwood:
Viscosímetro normalizado de tipo británico en el cual la viscosidad se
determina por el tiempo, en segundos, necesario para que cierta
cantidad de líquido pase por el orificio en condiciones dadas; utilizado
para determinar las viscosidades de aceites de petróleo.
 Viscosímetro Engler:
El viscosímetro Engler es un dispositivo que se emplea para medir la
viscosidad cinemática aproximado de aceites. Está conformado por una
taza metálica central, con tapa, revestida de bronce, en cuyo fondo tiene
un agujero central de 2.80 mm de diámetro por donde fluirá el aceite,
este agujero se mantiene cerrado mediante un pin obturador de metal,
que puede ser lavado sin necesidad de abrir la tapa. Un recipiente para
agua circunda a la taza y sirve para calentar el agua (baño maría) que
mantendrá al aceite a una temperatura uniforme en toda la taza
utilizando el agitador incomparado al equipo.
Como vemos cada uno presenta casi las mismas características, lo que
los diferencia es la cantidad de fluido que se utiliza para medir la
viscosidad.
En la tabla siguiente se muestran algunas equivalencias entre estos tres
sistemas de viscosidad cinemática:
Viscosidad
cinemática a
100°C
(Centistokes)
Saybolt
Universal
(segundos)
Redwood
(segundos)
Engler
(grados)
1,8 32 30,8 1,14
2,7 35 32,2 1,18
4,2 40 36,2 1,32
5,8 45 40,6 1,46
7,4 50 44,9 1,6
8,9 55 49,1 1,75
10,3 60 53,5 1,88
 TABLA 2: Equivalencias de Sistemas de Medición de Viscosidad Cinemática
I.1.4. CONSISTENCIA
 El término Consistencia genéricamente podemos asociarlo con la solidez
de una estructura, del material que sea, la palabra consistencia nos
permite evaluar cuál es la calidad requerida en términos de firmeza y
complemento de algo.
 La consistencia es el grado de deformación que presentan los fluidos
cuando se le somete a un esfuerzo cortante. El término representa,
esencialmente, la viscosidad de suspensiones de partículas insolubles
en un líquido y es una característica de fluidez del mismo.
 El término consistencia se aplica, en la industria, en la fabricación de
pinturas, de papel, en el envase de productos alimenticios, etc.
 Las unidades de consistencia son totalmente distintas de las de
viscosidad y se expresan en unidades arbitrarias.
Por ejemplo, en la industria papelera, la consistencia designa la proporción
entre el peso de materia seca o fibra de pulpa seca y el peso total de los
sólidos más el agua que los transporta.
La consistencia podrá detectarse, de acuerdo con la de definición dada,
presionando sobre la pulpa de papel con una cuchilla especialmente diseñada
para eliminar el rozamiento y la fuerza de impacto.
I.2. VISCOSIMETROS 
Son instrumentos para medir viscosidad, los cuales se dividen en discontinuos
y continuos.
Viscosímetros discontinuos que se basan en:
Medir el tiempo que emplea un volumen dado del fluido para descargar a través
de un orificio (figura a). El orificio puede sustituirse por un tubo capilar.
Tiempo de caída de una bola metálica o de ascensión de una burbuja de aire
en el seno del fluido contenido en un tubo o bien de caída de un pistón en un
cilindro (figura b).
Par de resistencia de un elemento estacionario en una taza rotativa que gira a
velocidad constante. El par se mide por el desplazamiento angular de un
resorte calibrado unido al elemento fijo (figura c).
Consistencia (% )= Peso solidos secos enkg
Peso secos+aguaenkg
x100
En los viscosímetros continuos que permiten el control de la viscosidad se
encuentran los siguientes:
 Caída de presión producida por un tubo capilar al paso del fluido que se
bombea a caudal constante (figura a) dos tomas situadas antes y
después del tubo capilar se conecta a un transmisor de presión
diferencial neumático o electrónico.
 Par de torsión para hacer girar un elemento en el fluido. El elemento de
forma dada gira a través de un resorte calibrado por medio de un motor
síncrono. El ángulo de desviación en el movimiento entre el eje del
motor y el elemento inmerso en el fluido es proporcional a la viscosidad.
Este ángulo se mide en desplazamiento de contactos o en variación de
resistencia o capacidad (figura b).
 Rotámetro con flotador sensible a la viscosidad (figura c). Se mantiene
un caudal constante del fluido con lo que la posición del flotador
depende de la viscosidad. Al rotámetro se le puede acoplar un
transmisor neumático o electrónico.
 Vibraciones o ultrasonidos (figura d). Se mide la energía necesaria para
excitar una probeta en vibración continua o que vibra ultrasónicamente
en el seno del fluido.
I.2.1. VISCOSIMETROS DISCONTINUOS
I.2.1.1. VISCOSIMETROS DE ORIFICIO
Son empleados normalmente para medir y controlar las propiedades de flujo en
la manufactura, procesado y aplicaciones de tintas, pinturas, adhesivos. En
general son sencillos y fáciles de manejar, aunque presentan el inconveniente
de que las medidas de viscosidad no son muy precisas. Ejemplos de
viscosímetros de este tipo son los viscosímetros Ford, Zahn, Shell,Saybolt y
Furol.
Los viscosímetros de orificio tienen normalmente capilares muy cortos; el
viscosímetro típico es un recipiente con un agujero en el fondo. La copa se
llena y se mide el tiempo necesario para que se vacíe. En este caso, el caudal
depende en gran medida del nivel del líquido y el flujo producido no sigue la ley
de Hagen Poseuille. De esta forma, la viscosidad y el tiempo de vaciado no se
relacionan mediante una ecuación sencilla, sino que el análisis del flujo es
bastante complicado. En este caso la viscosidad del fluido no se suele
determinar siendo el tiempo de vaciado el parámetro que da una idea acerca
de la fluidez; de esta forma se puede dar datos de fluidez en segundos Saybolt,
segundos Ford, etc... Este tipo de viscosímetros no deberían de ser usados en
fluidos No-Newtonianos ni en fluidos tixotrópicos o reopécticos.
Si se desea calcular viscosidades cinemáticas a partir del tiempo de vaciado
sería necesario llevar a cabo un calibrado del aparato empleando una ecuación
del tipo de la ecuación.
También es posible que el fabricante ya haya realizado este calibrado y con el
equipo se acompañe bibliografía necesaria para llevar a cabo la transformación
del tiempo de vaciado en viscosidad.
I.2.1.1.1. VISCOSIMETRO FORD
La copa de viscosidad son aún los comprobadores más importantes para la
rápida determinación de la viscosidad en líquidos en el laboratorio y en la
producción. Sin embargo la copa de viscosidad es adecuada únicamente para
líquidos de baja viscosidad, no para sustancias más viscosas como pastas, etc.
Los resultados más exactos se consiguen con líquidos con flujo Newtoniano.
Para ello la copa de viscosidad recoge un volumen determinado de líquido que
solo puede salir por una pequeña abertura. El resultado se expresa en tiempo
en segundos que un líquido necesita hasta que ocurre la primera irregularidad
en las propiedades de flujo. Para muchas aplicaciones no es necesario conocer
la viscosidad absoluta de colores y barnices. En la mayoría de los casos basta
con conocer el tiempo de escurrimiento, medido en segundos para una
clasificación relativa. Esto se determina con una copa de viscosidad de
diferentes diseños. La copa de viscosidad se trata de un cilindro hueco que
finaliza en una boquilla fijada de forma segura. Para absorber el líquido
restante se utiliza un rebosadero. Por lo general, la copa de viscosidad se
fabrica de aluminio anonizado, mientras que las boquillas son de acero
inoxidable. Existen diferentes tipos y diseños de copa de viscosidad. Según el
líquido a analizar y en función de la norma requerida.
Principio de medición:
Para la medición de la viscosidad se determina el tiempo en segundos en el
que un volumen de líquido dado fluye a través de la boquilla en la copa de
viscosidad. Realización de la comprobación En general se puede realizar la
comprobación según se describe a continuación:
 Nivelar el trípode con el nivel de burbuja
 Colgar la copa de viscosidad en el trípode o en la carcasa de
atemperado
 Colocar la boquilla en la copa de viscosidad
 Introducir el líquido - Retirar el material excesivo con la placa de vidrio
por encima del borde de la copa y cerrar el recipiente con la placa de
vidrio
 Abrir la boquilla
 Retirar la placa de vidrio en horizontal y al mismo tiempo poner en 
marcha el cronómetro
 Pulsar el cronómetro en cuanto se detenga el flujo de líquido y anotar el 
tiempo
Figura 2.1.1. Copa Ford
En las diferentes normas se describen más detalles. En los tiempos de
escurrimientos dados hay que tener en cuenta que la copa de viscosidad
únicamente está calibrado y examinado para estos rangos. Medir la
temperatura del flujo que se derrama, ya que es aquí únicamente donde se
puede leer la temperatura efectiva del líquido. Resultados comparables,
reproducibles sólo se pueden conseguir mediante controles de temperatura
regulares
Trípode Trípode.- adecuado para todos los modelos nombrados anteriormente
de viscosímetros de copa con un nivel de burbuja.
Figura 2.1.2. Tripode
CUPTIMER 243 T.-Medidor opto-electrónico para la determinación exacta del
tiempo de escurrimiento mediante la determinación de la viscosidad mediante
un viscosímetro de copa normalizado.
I.2.1.2. VISCOSÍMETRO DE TIEMPO DE CAÍDA DE UNA BOLA
METÁLICA
MOVIMIENTO DE UNA ESFERA EN UN FLUIDO VISCOSO
● Descripción:
La esfera se mueve bajo la acción de las siguientes fuerzas: el peso, el empuje
(se supone que el cuerpo está completamente sumergido en el seno de un
fluido), y una fuerza de rozamiento que es proporcional a la velocidad de la
esfera (suponemos que el flujo se mantiene en régimen laminar).
 El peso es el producto de la masa por la aceleración de la
gravedad g.
 La masa es el producto de la densidad del material ρ por el
volumen de la esfera de radio R.
mg= ρ e 43π R3g
De acuerdo con el principio de Arquímedes, el empuje es igual al producto de
la densidad del fluido ρ, por el volumen del cuerpo sumergido, y por la
aceleración de f la gravedad.
E= ρ f 4 3 π R 3 g
Figura 2.1.2.1
La fuerza de rozamiento es proporcional a la velocidad, y su expresión se
denomina ley de Stokes
F=6πRηvr
Donde η es la viscosidad del fluido.
La ecuación del movimiento será, por tanto,
ma=mg-E-Fr
La velocidad límite, se alcanza cuando la aceleración sea cero, es decir,
cuando la resultante de las fuerzas que actúan sobre la esfera es cero.
mg-E=Fr
Despejamos la velocidad límite v.
v = 2g( ρ e − ρ f ) R 2 9η
La ecuación del movimiento es
m dv dt =F−kv
Donde Fes la diferencia entre el peso y el empuje F=mg-E, yk=6πRη
Integramos la ecuación del movimiento para obtener la velocidad de la esfera
en función del tiempo.
∫ 0 v dv F m − k m v =
∫ 0 t dt Obtenemos
v= v l ( 1−exp( −kt m ) )   v l = F k
Figura 2.1.2.2
Integramos la expresión de la velocidad en función del tiempo para obtener la
posición xdel móvil en función del tiempo t. Suponemos que la esfera parte
del origen x=0, en el instante inicial t=0.
x= ∫ 0 t v dt   x= v l ( t− m k ( 1−exp( −kt m ) ) )
Dado que la exponencial tiende a cero rápidamente a medida que transcurre
el tiempo, vemos que al cabo de un cierto tiempo, el desplazamiento x del
móvil será proporcional al tiempo t.
Las diferencias entre el movimiento de un cuerpo en caída librey cuando cae
en el seno de un fluido viscoso se pueden resumir en el siguiente cuadro
Caída libre
En el seno de un fluido
viscoso
La velocidad es proporcional al La velocidad tiende hacia un
Tiempo valor constante
El desplazamiento es proporcional El desplazamiento es
al cuadrado del tiempo. Proporcional al tiempo.
Actividades:
 Se elige el material de la esfera, en el control de selección titulado
Esfera
 El radio en mm de la esfera
 Se elige el fluido, en el control de selección titulado Fluido
 Se pulsa el botón titulado Empieza
 Se pueden introducir en los controles de edición, otros valores
distintos de los que figuran en las tablas
Fuente: Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física Elemental.
Editorial Mir 1975.
Para determinar la dependencia de la velocidad límite con el radio de la
esfera, con la densidad del material, con la densidad y viscosidad del fluido:
Material de la esfera
3
Densidad (g/cm)
Hierro 7.88
Aluminio 2.70
Cobre 8.93
Plomo 11.35
Volframio 19.34
Fluido
3 Viscosidad
Densidad (g/cm) (kg/m·s)
Agua 1.0 0.00105
Glicerina 1.26 1.3923
Benceno 0.88 0.000673
Aceite 0.88 0.391
1. Elegir esferas de distinto radio, del mismo material y que se muevan en el 
mismo fluido.
2. Elegir esferas del mismo radio pero de distinto material, y que se muevan 
en el mismo fluido.
3. Cambiar el fluido en el que se mueven las esferas, manteniendo sus 
dimensiones y su material constitutivo.
El círculo de color rojorepresenta la esfera que cae en el seno de un fluido
viscoso.
Al lado se representa las fuerzas sobre la esfera.
● En color rojo, la fuerza F constante que es la diferencia entre el peso y el 
empuje del fluido.
● En color azul, la fuerza de rozamiento proporcional a la velocidad kv.
Cuando ambas flechas son aproximadamente iguales, la velocidad de la
esfera es constante e igual a la velocidad límite.
I.2.1.3. VISCOSÍMETRO DE PAR DE RESISTENCIA
Par de resistencia de un elemento estacionario en una taza rotativa que
gira a velocidad constante. El par se mide por el desplazamiento angular de
un resorte calibrado unido al elemento fijo
Figura 2.1.3.1
I.2.2. VISCOSIMETROS CONTINUOS
I.2.2.1. VISCOSÍMETROS CAPILARES
El viscosímetro capilar es quizá el instrumento para la determinación de
viscosidad empleado, y también el más antiguo. En este tipo de viscosímetros
un fluido es obligado a pasar a través de un tubo observándose una
distribución de velocidades en el tubo de tipo parabólico, de forma que la
porción del fluido que está en contacto con las paredes del capilar tiene una
velocidad nula y la porción del fluido que se encuentra en el centro del tubo
tiene una velocidad máxima. 
En este tipo de viscosímetros la viscosidad se mide a partir del flujo medio y la
presión
aplicada. La ecuación básica es la ecuación de Hagen-Poiseuille (ecuación 1).
n=π∗∆ p∗r
4∗t
8∗V∗L
Donde: 
η es la viscosidad del fluido
ΔP es la caída de presión a lo largo del capilar.
r es el radio del capilar.
L la longitud del capilar.
V el volumen de fluido que ha circulado en un tiempo t.
Los viscosímetros capilares son útiles para la medida de viscosidades de un
gran número de fluidos, desde disoluciones de polímeros hasta polímeros
fundidos, concretamente las normas ASTM D3835 y D5099 describen
procedimientos experimentales para el uso de reómetros capilares en la
medida de propiedades reológicas de polímeros. Los perfiles de velocidades de
cizalla producidos en el capilar dependen en gran medida del viscosímetro
empleado.
I.2.2.1.1. VISCOSIMETROS DE TUBO CAPILAR
Probablemente el primer experimento científico en el que se utilizó un capilar o
tubo para medir el flujo fue realizado en 1839 por Hagen, seguido de cerca por
el trabajo de Poiseuille. Él estudió problemas de flujo capilar para entender
mejor la circulación de la sangre a través de los vasos capilares en el cuerpo
humano. Descubrió la relación (conocida como la ley de Poiseuille) entre la
velocidad de flujo y la caída de presión para un flujo capilar.
En la figura 2, se muestran dos recipientes conectados por un tubo largo de
diámetro pequeño, conocido como tubo capilar. Conforme el fluido fluye a
través del tubo con una velocidad constante, el sistema pierde algo de energía,
ocasionando una caída de presión que puede ser medida utilizando un
manómetro. La magnitud de la caída de
presión está relacionada con la viscosidad del fluido mediante la siguiente
ecuación:
∆ p=32∗μ∗v∗L
D2
Donde:
Δp : Pérdida de presión entre los puntos 1 y 2, [ kg ] m2
μ : Viscosidad Dinámica, [Pa*s]
L: Longitud del tubo entre los puntos 1 y 2, [m]
V: Velocidad del fluido, [ ] sm
D: Diámetro interior del tubo, [m]
En la figura 3 se observa que al paso del fluido que se bombea a caudal
constante (Figura 3). Dos tomas, situadas antes y después del tubo capilar, se
conectan a un transmisor de presión diferencial neumático o electrónico o
digital. Los tipos de viscosímetros capilares más comunes,son: Viscosímetro de
Ostwald, Ubbelohde,y Cannon-Fenske:
Con el paso del tiempo se han ido introduciendo modificaciones en el diseño
del viscosímetro de Ostwald; una de estas modificaciones es el viscosímetro de
Cannon-Fenske (figura 4.b), el cual es aconsejable para uso general. Por otra
parte, el viscosímetro de Ubbelohde (figura 4.c) se suele emplear para realizar
medidas a distintas concentraciones.
I.2.2.1.2. VISCOSÍMETRO DE OSTWALD
En esencial, el Viscosímetro Ostwald es un tubo “U” una de sus ramas es un
tubo capilar fino conectado a un deposito superior. El tubo se mantiene en
posición verticaly se coloca una cantidad conocida del fluido al depósito para
que luego fluya por gravedad a través de un capilar. Los procedimientos
exactos para llevar a cabo estas pruebas estándar dado en los estándar de la
American Society For Testing and Material (ASTM).
 
El viscosímetro debe estar completamente seco, de ahí se procede a colocar la
muestra a estudiar aproximadamente 7 ml, después se procede a colocar el
viscosímetro en un baño maría. Con ayuda de una pipeta se succiona la
muestra líquida hasta un punto a; desde ahí se mide el tiempo hasta que baje
al punto b. En este método se hace una medición del tiempo necesario para
que cierta cantidad de fluido (aceite) pase por un tubo capilar (o de calibre
pequeño) de longitud y diámetros conocidos, bajo una diferencia medida y
constante de presiones. Están gobernados por la ecuación de Hagen –
Poiseuille.
Si el líquido fluye únicamente por acción de la gravedad en un tubo situado
verticalmente, Δp=ρ*g*h reemplazando este valor en la ecuación de Hagen-
Poiseuille; siendo
ρ: densidad del fluido y
μ= π∗∆ p∗r
4∗t
8∗V∗L
h: altura de la columna.
μ= π∗ρgh∗r
4∗t
8∗V∗L
Todas las constantes de la ecuación “I” se pueden combinar en la constante K
del viscosímetro:
K= π∗r
4∗g∗h
8∗V∗L
Dónde :
V: Es el volumen del líquido que fluye a través de un capilar [m3]
r: Radio [m]
g: Gravedad “g”.
h: Altura promedio de la columna del líquido en el viscosímetro durante la
medición [m]
L: Longitud del tubo capilar [m].
Remplazando el valor de K en la ecuación “I”.
μ = k * ρ * t [Pa * s]………. (II)
Donde:
K: Constante del viscosímetro o constante viscosimétrica. [ ] s2m2
T: Tiempo en que el fluido cae de la marca superior a la inferior (de a hasta b),
[s]
La ecuación “II” permite determinar experimentalmente la viscosidad cinemática
de un líquido para los viscosímetros de tubo capilar. El valor de K (constante
del viscosímetro), depende por lo tanto de la geometría de cada viscosímetro
en concreto y suele darlo el constructor. También puede determinarse
utilizando un líquido de viscosidad conocida. Normalmente se determinan las
viscosidades relativas referidas al agua.
I.2.2.1.3. VISCOSÍMETRO DE CANNON-FENSK
El viscosímetro de Cannon-Fenske (figura 6) consta de una ampolla de vidrio
cuyo volumen V está limitado por dos señales marcadas en el vidrio. Este
depósito está conectado por su parte inferior a un tubo, en parte capilar, que
termina en otra ampolla situada en un nivel inferior que la primera, tomando el
conjunto forma de U. (los viscosímetros utilizados tienen, además, otra ampolla
de vidrio encima de la de volumen V para evitar que se salga el líquido durante
la operación de carga).
 
Diferentes velocidades. Si se supone el líquido descompuesto en finas capas
cilíndricas coaxiales, la capa exterior, debido a las fuerzas de adhesión al tubo,
se encuentra prácticamente en reposo. Las otras capas, como consecuencia
de la viscosidad o rozamiento interno de las moléculas del líquido, se mueven
con distintas velocidades tanto mayores cuanto más próximas estén al eje del
tubo.
Con el modelo anterior se obtiene que el volumen V de líquido que fluye en un
tiempo t por un tubo de longitud ℓ y radio R sometido a una diferencia de
presión Δp es (ley de Poiseuille):
Dónde: η es la viscosidad del líquido. La diferencia de presión, que en este
caso, es debida únicamente a la diferencia de altura se escribe:
Δp = ρ*g*Δh
Se sustituye (2) en (1), se engloban las constantes (8, π, g) y las magnitudes
características del viscosímetro (ℓ, R4, h) en una constante K, y se despeja η:
El experimento se repite con un líquido de referencia de viscosidad conocida
como el agua:
ηagua = K * ρagua * tagua
Finalmente,dividiendo ambas ecuaciones se calcula la viscosidad relativa del
líquido problema:
n
nagua
= ρ∗t  
ρagua∗tagua
I.2.2.1.4. VISCOSÍMETRO DE UBBELOHDE
Éste viscosímetro se utiliza para determinar viscosidades cinemáticas de
líquidos Newtonianos transparentes y de lubricante hidráulicos. Llamado
también el viscosímetro de nivel suspendido, el cual elimina el efecto de
tensión superficial a la salida del tubo capilar. Además, éste instrumento, con
previa calibración puede utilizarse para medir en forma directa y precisa la
viscosidad de líquidos mediante la medición del tiempo de emanación del
líquido en el viscosímetro, es decir, el tiempo en que un volumen dado del
líquido fluye a través del capilar. Es importante hacer énfasis en que éste tipo
de viscosímetro no es adecuado para efectuar estudios reológicos detallados
de fluidos no – newtonianos ya que la velocidad de corte de la cual la
viscosidad depende, es limitada y no uniforme.
 
Estos tipos de viscosímetros obedecen la ley de Hagen-Poiseuille como se dijo
anteriormente (ecuación “ α" ); el funcionamiento es similar al viscosímetro de
Ostwald, la ecuación que permite calcular la viscosidad cinemática es:
 
Donde:
v : Viscosidad cinemática, [ ] s2m2
k: Constante del viscosímetro ] s2m2
t: Tiempo en el que el fluido cae de la marca superior a la inferior (de a hasta
b),[s]
I.2.2.2. ROTÁMETRO CON FLOTADOR SENSIBLE A LA VISCOSIDAD
Se mantiene un caudal constante del fluido, con lo que la posición del flotado
depende de la viscosidad. Al rotámetro se puede acoplar un transmisor
neumático, electrónico o digital.
 
Los medidores de flujo de área variable (AV) son mayormente constituidos por
la familia de rotámetros y consisten básicamente de un tubo de forma recta o
cónica y un flotador con diversas formas, con densidad superior a la del fluido,
como se muestra en la Figura 9. Su operación se basa en el principio de área
variable, donde el flujo del fluido hace subir al flotador dentro del tubo,
aumentando el área para el paso del fluido. A mayor flujo, el flotador alcanza
mayor altitud. La posición del flotador varía directamente con la velocidad de
flujo. Este dispositivo permite caídas de flujo relativamente constantes.
El caudal para los rotámetros convencionales viene expresado por:
Q=Cc∗A2∗√ 2g∗VfAf ∗[ λfλ −1]
Y la velocidad de flujo:
V=√ 2g∗Vf∗(ρf− ρliq)Cd∗ρliq∗Af
Donde:
Q = Volumen de la velocidad de flujo
Af = Área del flotador.
A2 = Área anular entre el flotador y el tubo.
Cc = Coeficiente de contracción.
Cd = Coeficiente de arrastre, (depende de la viscosidad).
Vf = Volumen del flotante.
γ = peso específico.
Existe una gran variedad de formas y tamaños para flotadores de rotámetros
que son intercambiables, permitiendo un amplio rango de velocidades de flujo
que pueden ser medidos usando el mismo tubo. Los tubos son hechos de vidrio
o plástico para permitir la observación directa de la posición del flotador, que
indica el caudal mediante un sistema graduado. Cuando se requiere mayor
exactitud se usan rotámetros donde la posición del flotador se detecta en forma
magnética.
I.2.2.3. VISCOSÍMETROS ROTACIONALES
Los viscosímetros rotacionales constan básicamente de dos partes que se
encuentran separadas por el fluido a estudiar. Dichas partes pueden ser dos
cilindros, dos superficies paralelas, una superficie y un cono de pequeño
ángulo, un rotor en el interior de un cilindro. El movimiento de una de estas
partes provoca la aparición de un gradiente de velocidades a lo largo del fluido.
Para determinar la viscosidad del fluido se mide el esfuerzo necesario para
producir una determinada velocidad angular. Este tipo de viscosímetros son
mucho más versátiles que los estudiados anteriormente y pueden ser utilizados
para fluidos no Newtonianos; sin embargo, su principal inconveniente es el
precio. En los años 90 este tipo de viscosímetros han sufrido una importante
transformación al ser conectados a ordenadores lo cual ha hecho más sencillo
su uso.
A continuación se describirán los tipos de viscosímetros rotacionales más
empleados:
● Viscosímetros de cilindros concéntricos.
● Viscosímetros de placas paralelas.
● Viscosímetros de cono-placa.
I.2.2.3.1. VISCOSÍMETROS DE CILINDROS CONCÉNTRICOS
Los primeros viscosímetros rotacionales fueron de cilindros concéntricos;
constan de dos cilindros concéntricos, uno exterior hueco y otro interior
macizo (en la bibliografía en inglés se pueden encontrar como "cup and
bob"). Por el movimiento de uno de los cilindros se genera una cizalla en el
líquido situado en el espacio anular.
Este tipo de instrumentos pueden realizar las medidas de dos formas:
- Haciendo girar uno de los elementos con un cierto par de fuerzas 
y midiendo la velocidad de giro provocada.
- Provocando una velocidad de giro en uno de los elementos y 
midiendo el par de fuerzas opuesto.
Ambos métodos ya fueron estudiados antes de la Segunda Guerra
Mundial, y sus fundamentos fueron introducidos por Couette en 1888, en
cuyo honor, al flujo provocado entre los cilindros concéntricos (ver figura N°
2.2.3.1), se denomina Flujo de Couette.
60
dt
Figura N° 2.2.3.1: Flujo de Couette en un viscosímetro de cilindros concéntricos.
Fuente: (Sons, 2001)
Un viscosímetro de este tipo, cumple la ecuación siguiente para un 
radio dado (Barnes, Hutton, & K., 1989)
τ= M
2π Rb
2L
dy
dt
=
2wRc
2Rb
2
X2 (R c2−Rb2 )
Donde:
τ = Esfuerzo de deformación o esfuerzo de cizalla.
dy =Velocidad de deformación o velocidad de cizalla.
M = Par de fuerzas aplicado por unidad de longitud de cilindro sumergido en
el fluido.
ω = 2π N, donde N es la velocidad angular en rpm.
RC = Radio del contenedor de la muestra
Rb = Radio del cuerpo de giro
x = punto donde se desea determinar la velocidad de cizalla.
En la mayoría de los casos, el equipo se diseña de manera que la distancia
entre los dos cilindros sea lo suficientemente pequeña como para que la
velocidad de deformación sea aproximadamente constante a lo largo del
espacio anular, al igual que el esfuerzo de deformación. De esta forma,
para un radio medio Ra, se cumple (Barnes, Hutton, & K., 1989)
τ= M
2π Ra
2L
τ=
Rai
2
(R2−R1 )
w
I.2.2.3.2. VISCOSÍMETROS DE PLACAS PARALELAS
En este caso el fluido se encuentra entre dos placas paralelas, la superior
gira (ver figura N° 2.2.3.2) y la inferior permanece inmóvil. Los elementos
de fluido cercanos a la placa móvil tendrán una velocidad superior a la que
tienen los que se encuentran próximos a la placa fija. Así pues, la cizalla se
produce desde la placa de abajo hacia la de arriba. Al igual que en los
viscosímetros de cono-placa, este tipo de instrumentos son fáciles de
limpiar y requieren pequeñas cantidades de muestra. La capacidad de fijar
el espesor de muestra (GAP) de acuerdo a las características de la misma
es una ventaja en suspensiones de partículas de gran tamaño o en líquidos
que tienden a ser expulsados fuera de las placas. Sin embargo la
viscosidad de la muestra es difícil de evaluar ya que la velocidad de cizalla
cambia de acuerdo a la distancia al centro de la placa.
Figura N° 2.2.3.2: Representación de un viscosímetro de placas paralelas.
 Fuente: (Barnes, Hutton, & K., 1989)
En un viscosímetro de placas paralelas, se pueden calcular la velocidad 
de cizalla máxima y la viscosidad mediante las ecuaciones:
γm=
dy
dt
=Ω
l
R
η= 3M
2 π R3(γm) {1+3
dlnM
dln(γ ) }
Donde:
τ = f (r) = Esfuerzo de deformación o esfuerzo de cizalla.
dy
dt
=¿Velocidad de deformación o velocidad de cizalla.
 R = Radio del plato.
l = Distancia entre placas (GAP).
M = Par de fuerzas aplicado.
Ω = Velocidad de giro.
η = Viscosidad aparente.
I.2.2.3.3. VISCOSÍMETRO DE CONO PLACA
Su funcionamiento se basa en la cizalla presente en un líquido situado en el
espacio comprendido entre un cono y una placa, siendo el ángulo (α) entreambos muy pequeño (inferior a 4º, ya que para ángulos mayores, los cálculos
se complicaría excesivamente).
En la figura N° 2.2.3.3, se muestra de forma exagerada la geometría del
sistema. Si el cono gira con cierta velocidad angular (Ω), se generará un
movimiento de rotación en el fluido de tal forma que éste girará a una
velocidad mayor cerca de las paredes del cono.
Figura N° 2.2.3.3: Representación de un viscosímetro de cono-placa.
 Fuente: (Barnes, Hutton, & K., 1989)
Todos los instrumentos de cono-placa permiten extraer el cono para un
cambio de la muestra, lo que facilita en muchos casos la limpieza del
mismo, siendo ésta, junto con la pequeña cantidad de muestra necesaria
las principales ventajas que presentan este tipo de equipos. En la mayoría
de los viscosímetros rotacionales la velocidad de cizalla cambia con la
distancia al centro de rotación. Sin embargo, en el viscosímetro de cono-
placa la velocidad de cizalla a lo largo del espaciado del cono es constante,
ya que el espaciado entre el cono y el plato aumenta al aumentar la
distancia al centro. Para fluidos no newtonianos no es necesario llevar a
cabo correcciones, siendo posible aplicar las ecuaciones para fluidos
newtonianos:
η=3αM
2 Rc
3
τ= 3M
2π Rc
3
γ=Ω
α
τ = Esfuerzo de deformación o esfuerzo de cizalla.
dy
dt
=¿Velocidad de deformación o velocidad de cizalla.
Rc = Radio del cono.
G = Par de fuerzas aplicado.
Ω = Velocidad de giro.
α = Ángulo del cono.
I.2.2.3.4. OTROS VISCOSÍMETROS ROTACIONALES
Existen viscosímetros comerciales (Brookfield, Ikavisc) que emplean como
accesorios de medida que giran en el interior del fluido discos, paletas y
otros accesorios de diversa geometría. Las geometrías no standard son
difíciles de estudiar. Concretamente para el viscosímetro Brookfield se han
desarrollado ecuaciones que incluyen correcciones para fluidos no
newtonianos.
Independientemente de la geometría del accesorio, prácticamente todos
estos viscosímetros basan su medida en la fuerza necesaria para hacer
girar un accesorio en el interior del fluido a una velocidad de giro dada.
I.2.2.4. VISCOSIMETRO DE VIBRACIÓN
Los Viscosímetros que vibran son sistemas rugosos usados para medir
viscosidad en las condiciones de proceso. La pieza activa del sensor es
una barra que vibra. La amplitud de la vibración varía según la viscosidad
del líquido en el cual se sumerge la barra. Estos son convenientes para
medir los líquidos fluidos y de gran viscosidad (hasta 1000000 cP).
La idea del viscosímetro de tipo vibrante (ver figura N°2.2.4.1) nació en los
años 50, fue desarrollada y patentada a finales de los 70 por la
compañía francesa SOFRASER, que promovió su modelo MIVI en
múltiples sectores industriales. Hoy en día, los viscosímetros vibrantes
están reconocidos por ser la solución óptima para realizar una medida de
viscosidad en proceso.
Figura N°2.2.4.1: Viscosímetro vibrante.
Fuente: (C.W.Macosko, 1993)
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El viscosímetro de vibración de onda sinusoidal, mide la viscosidad
detectando la corriente eléctrica excitadora necesaria, para resonar las dos
placas del sensor a una frecuencia y amplitud de onda constantes.
Figura N° 2.2.4.1.1: Partes de un viscosímetro de vibración.
Fuente: (Rodriguez, 1993)
El tiempo de respuesta del sensor es casi nulo, y la información de
estabilidad o variación de viscosidad es disponible de manera continua,
permitiendo controlar los procesos aun en presencia de fenómenos
transitorios o perturbaciones rápidas.
I.2.2.4.1. VISCOSIMETRO DE LA SERIE SV
Los viscosímetros de la serie SV (ver figura 5) tiene de dos placas de
sensores delgados que son impulsados con la fuerza electromagnética con
la misma frecuencia de vibración en vibración constante de onda sinusoidal
en fase inversa como un diapasón.
La unidad electromagnética controla la vibración del sensor de placas para
mantener la amplitud constante.
La corriente de conducción eléctrica, que es la fuerza excitante, es
proporcional a la magnitud de la viscosidad, es proporcional a la magnitud
de la viscosidad del líquido de la muestra.
 Figura N° 2.2.4.2.1: Los viscosímetros de la serie SV
Fuente: (Rodriguez, 1993)
Es muy importante medir la temperatura del fluido correctamente porque la
viscosidad depende mucho de la temperatura del fluido. El equipo SV
puede detectar la temperatura exacta de inmediato porque el líquido y la
unidad de detección (sensor de placa) con pequeña superficie/ capacidad
térmica alcanzar el equilibrio térmico en solo unos segundos. La serie del
SV, Tuning- tenedor vibración método no causa daños al líquido de la
muestra y permite la medición de punto de nube de muestras, tales como
agentes activos de superficie y de cambios en la superficie de interfaz/
como mojabilidad por su excelente característica para la gama ancha de la
medida sin la necesidad de sustituir las placas del sensor.
Usted puede evitar innecesarios errores de lectura con este display de fácil
lectura, pantalla grande, claro: la altura de 13mm para la medición de la
viscosidad y 11 mm de altura para medir la temperatura resultante suficiente en
cualquier situación de laboratorio.
I.3. MEDIDORES DE CONSISTENCIA
I.3.1. CONSISTOMETRO DE BOSTWICK
Es un instrumento usado para determinar la consistencia de materiales
viscosos, generalmente en la industria alimenticia.
El consistómetro de Bostwick consta de un canal de acero inoxidable bien
limpio, pulido y libre de ondulaciones, provisto de una escala graduada en
centímetros y cerrado en los extremos. Uno de los extremos dispone de una
cámara (reservorio) cerrada por una puerta la cual puede abrirse casi
instantáneamente. Las paredes del extremo cerrado por la puerta (cámara)
deben ser cuidadosamente medidas y niveladas a lo largo de la cubierta de la
cámara. El extremo más largo del instrumento es graduado en una escala de
1/2 cm de paso, empezando a 1 cm de la puerta; las graduaciones son
numeradas en centímetros.
El instrumento dispone de dos burbujas de nivel y dos tornillos para ajustar el
nivel en el extremo de la cámara; la puerta se desliza verticalmente entre los
dos soportes acanalados.
Proceso de funcionamiento
 Nivelar el consistómetro con ayuda de los tornillos niveladores, asegurar
que éste no se mueva y se encuentre a la temperatura especificada por
el ensayo. 
 Ajustar la temperatura de la muestra a 20 ± 1°C, mezclar
cuidadosamente con ayuda de una espátula, procurando no incorporar
burbujas de aire; manteniendo cerrada la puerta de la cámara, llenar
completamente ésta con el producto.
 Con ayuda de la espátula enrasar la parte superior de la masa del
producto a ensayar, removiendo el exceso de éste. 
 Soltar súbitamente la puerta de la cámara, a la vez que se empieza a
tomar el tiempo y se deja que el producto fluya libremente por el canal. 
 Treinta segundos después de abierta la puerta se lee en la escala
marcada en el fondo del instrumento la distancia máxima en centímetros
que alcanzó el producto. 
 Limpiar y secar el instrumento antes de repetir, con otra porción de
muestra, el procedimiento descrito. No debe lavarse con agua caliente,
cuando el instrumento va a ser usado inmediatamente, ya que esto
modificaría la temperatura especificada por el ensayo. 
 Si las lecturas varían en más de 0,2 cm, se repite la determinación una
tercera vez o hasta que se obtenga un resultado satisfactorio.
Ventajas:
 Fácil de manipular.
 Fácil de instalar.
 Tiene un bajo costo.
Desventajas:
 Mantenimiento: Se debe limpiar completamente antes de cada medición
sin importar si la muestra es la misma.
 No brinda resultados exactos, por lo que se debe hacer más de 1
medición.
 Solo es para uso de laboratorios.
FIGURA(): Consistómetro de Bostwick
I.3.2. MEDIDOR DE CONSISTENCIA DE DISCO ROTATORIO O
PALETAS ROTATORIAS
Mide el par de torsión necesario para hacer girar, a velocidad constante, un
disco o un cono con perfiles caracterizados dentro del fluido. Margen: 1,5%
al 18%. Repetibilidad: ± 0,01%.
Transmisor de consistencia rotatorio KC/5
KC/5, Rotatorio, extraíble del proceso sin vaciar la tubería, La tecnología de
medición de torque del KC / 5, proporciona una medición precisa de
consistencia al instante. Nuestra sensibilidad, amplio rango de sensibilidad
de medición se aplica a todo el espectro de consistencias entre 1.5-16%. La
compensación de temperatura asegura el rendimiento en todas las
condiciones del proceso.
 Principio de funcionamiento
La unidad de sensor del KC/5 hace girar el elemento sensor (ver figura 1-3)
en la mezcla de pulpa. La mezcla se resiste al movimiento. Para vencer
esta resistencia, se crea una fuerza de torque. A mayor consistencia, mayor
es la fuerza. El KC/5 mide el torque y transforma esta medida del torque en
un valor de medida de consistencia.
FIGURA (): Relación entre torque y consistencia
El motor hace girar dos discos ópticos. Uno, el disco de mando, se adhiere
al eje de mando. El otro, el disco de momento, se acopla al disco de mando
con resortes. El disco de momento se monta sobre el Eje de momento- el
elemento sensor se coloca en el extremo opuesto al eje de momento.
Cuando el eje de mando gira, los resortes fuerzan al disco de momento a
seguirlo. El movimiento fuerza-resistencia varía dependiendo de la
consistencia de la mezcla dentro del cual gira el elemento sensor. A mayor
fuerza de resistencia, los resortes se estiran más y el disco de momento se
retrasa más del disco de mando. A menor resistencia, los discos continúan
acercándose uno al otro. Los discos giran a igual velocidad. As Cs aumenta,
sin embargo, el “cambio de fase” entre los dos discos aumenta en
proporción directa al grado del torque que se aplicó. Un sensor óptico de
alta resolución detecta el cambio de fase (desfasamiento) de las ventanas
cuando cambia la consistencia. La electrónica de medición transforma la
señal óptica en un valor de torque calibrado. El sistema KC/5 mide torque
desde cero - no torque aplicado al elemento sensor - a un máximo de 2000
mNm (170) onzas por pulgada. La exactitud se calibra en fábrica, usando
torques patrones. Por lo tanto, cada KC/5, tiene la misma sensibilidad Cs,
haciendo todos los sensores intercambiables (permutables) sin
recalibración.
FIGURA (): Principio de Medida
 Instalaciones en tubos verticales y horizontales
FIGURA (): Instalación en un tubo vertical
FIGURA (): Instalación en el tubo horizontal
Ventajas:
 Mide continuamente
 Brinda datos confiables
 Se puede acoplar en el proceso de la industria
Desventajas:
 Puede sufrir desgaste por abrasión
 Necesita calibración previa
I.3.3. MEDIDOR DE CONSISTENCIA ELECTROOPTICO
El medidor electroóptico se basa en la captación de la luz reflejada de una
mezcla de pulpa de papel y agua. Dos detectores, D1 y D2, captan esta luz
reflejada a través de fibra óptica y de dos filltros F1 y F2, de tal modo que, en
uno de ellos, el agua del fluido absorbe la luz mientras que en el otro no
interviene prácticamente. Así, el cociente de las dos señales es una función de
la cantidad de agua existente entre las par culas del producto, es decir, de la
consistencia de la pulpa. El margen de medida es de 0,2% al 6%.
FIGURA (): Funcionamiento del medidor de consistencia electroóptico
Transmisor de consistencia OC Óptico
Su rango de medida está entre 0-2 %Cs. El sensor mide fibras y partículas
mayores que 0.88 micrones, tales como pasta desde 0.001 % (10 ppm) hasta
15%, (dependiendo del tipo de pasta). El diseño provee transmisores para
instalación en-línea o en bypass.
FIGURA (): Transmisor de consistencia electroóptico
Ventajas:
 Brinda valores muy exactos 
 Se pueden acoplar a tuberías pequeñas con caudales mínimos
 Insensibles al color o a la luminosidad
Desventajas:
 Calibraciones frecuentes
I.3.4. MEDIDOR DE CONSISTENCIA POR MICROONDAS
Se basa en las propiedades dieléctricas del producto, fundamentalmente agua
y materia sólida, con diferentes constantes dieléctricas. Existe una relación
lineal entre el tiempo de propagación de las microondas, es decir, la velocidad
y la consistencia.
Siendo:
v = velocidad
C = velocidad de la luz en el vacío
er = constante dieléctrica del medio
Como las microondas avanzan menos en el agua que en las fibras, el tiempo
que emplean las microondas en atravesar la masa es función de la
consistencia de la masa. El intervalo de medida es del 0% al 16%. La exactitud
es del ± 0,02%.
FIGURA (): Medidor de consistencia por microondas
Transmisor de consistencia por microondas KC/7
El Transmisor de Consistencia por Microondas KC/7 mide la consistencia total
de pulpas mezcladas, pulpas de diferente calidad, y pulpas con finos. Con la
tecnología confiable y plenamente probada de fase-real ha demostrado una
excelente precisión de medición. Adicionalmente el diseño libre de
interferencias al flujo de pulpa, sin partes móviles, garantiza una alta
disponibilidad y mínimo mantenimiento.
FIGURA (): Transmisor de consistencia por microondas KC/7
Ventajas:
 Independiente del grado o tipo de madera
 Brinda valores exactos
 Tiene una exactitud del 0.02%
 Viene pre calibrado
Desventajas:
 Deterioro rápido por la presión, conductividad y pH del proceso
I.3.5. MEDIDOR DE CONSISTENCIA POR RADIACION
Dispone de una fuente de rayos gamma, cuya radiación es atenuada al
atravesar la pasta. Esta atenuación es proporcional a los cambios en la
consistencia a igualdad de distancias entre la fuente y el producto. La
exactitud es del ± 0,01% y la repetibilidad es del ± 0,0001%.
FIGURA (): Medidor de consistencia por radiación
	RESUMEN
	I. FUNDAMENTO TEORICO
	I.1. VISCOSIDAD Y CONSISTENCIA
	I.1.1. ECUACIÓN DE NEWTON DE LA VISCOSIDAD
	I.1.2. VISCOSIDAD CINEMÁTICA (v)
	I.1.3. PROPIEDADES DE LA VISCOSIDAD
	I.1.3.1. FLUIDOS NEWTONIANO
	I.1.3.2. LOS FLUIDOS NO NEWTONIANOS
	I.1.4. CONSISTENCIA
	I.2. VISCOSIMETROS
	I.2.1. VISCOSIMETROS DISCONTINUOS
	I.2.1.1. VISCOSIMETROS DE ORIFICIO
	I.2.1.1.1. VISCOSIMETRO FORD
	I.2.1.2. VISCOSÍMETRO DE TIEMPO DE CAÍDA DE UNA BOLA METÁLICA
	I.2.1.3. VISCOSÍMETRO DE PAR DE RESISTENCIA
	I.2.2. VISCOSIMETROS CONTINUOS
	I.2.2.1. VISCOSÍMETROS CAPILARES
	I.2.2.1.1. VISCOSIMETROS DE TUBO CAPILAR
	I.2.2.1.2. VISCOSÍMETRO DE OSTWALD
	I.2.2.1.3. VISCOSÍMETRO DE CANNON-FENSK
	I.2.2.1.4. VISCOSÍMETRO DE UBBELOHDE
	I.2.2.2. ROTÁMETRO CON FLOTADOR SENSIBLE A LA VISCOSIDAD
	I.2.2.3. VISCOSÍMETROS ROTACIONALES
	I.2.2.3.1. VISCOSÍMETROS DE CILINDROS CONCÉNTRICOS
	I.2.2.3.2. VISCOSÍMETROS DE PLACAS PARALELAS
	I.2.2.3.3. VISCOSÍMETRO DE CONO PLACA
	I.2.2.3.4. OTROS VISCOSÍMETROS ROTACIONALES
	I.2.2.4. VISCOSIMETRO DE VIBRACIÓN
	I.2.2.4.1. VISCOSIMETRO DE LA SERIE SV
	I.3. MEDIDORES DE CONSISTENCIA
	I.3.1. CONSISTOMETRO DE BOSTWICK
	I.3.2. MEDIDOR DE CONSISTENCIA DE DISCO ROTATORIO O PALETAS ROTATORIAS
	I.3.3. MEDIDOR DE CONSISTENCIA ELECTROOPTICO
	I.3.4. MEDIDOR DE CONSISTENCIA POR MICROONDAS
	I.3.5. MEDIDOR DE CONSISTENCIA POR RADIACION