¿Por qué realizar mediciones de reología?

Cualquiera que empiece a aprender a pensar reológicamente debe primero hacerse la siguiente pregunta: ¿Por qué hacer mediciones de viscosidad?

La respuesta a esta pregunta radica en la experiencia de miles de personas que han realizado este tipo de mediciones, mostrando cuán útil puede ser de utilidad el conocimiento previo del comportamiento de los materiales, o de los efectos producidos por cambios en los procesos de fabricación, cambios en la formulación. , fenómenos de envejecimiento, etc. El área que justifica con mayor frecuencia las mediciones de propiedades reológicas es el área de control de calidad, donde las materias primas deben ser idénticas lote tras lote. Normalmente, el comportamiento del flujo es una medida indirecta de la calidad y conformidad de un producto. Otro motivo que justifica los estudios de comportamiento de flujo es que permiten justificar la viabilidad de los procesos productivos. Por ejemplo, un líquido muy viscoso requerirá más energía para ser bombeado que un producto menos viscoso. El conocimiento de las propiedades reológicas es, por tanto, útil para definir sistemas de bombeo y tuberías. Se ha demostrado que la reología es el método más sensible para caracterizar materiales porque el comportamiento de flujo está muy directamente relacionado con propiedades físicas como el peso molecular y la distribución del peso molecular. Estas relaciones son útiles, por ejemplo, para síntesis moleculares porque permiten diferencias relativas visibles sin tener que realizar mediciones de masa molecular. Las mediciones reológicas también son útiles para monitorear el curso de una reacción química. Estas mediciones pueden realizarse como prueba de calidad durante la producción o para rastrear, marcar y controlar el progreso del proceso. Las mediciones reológicas permiten estudiar los tratamientos químicos, mecánicos y térmicos, la influencia de los aditivos o seguir el desarrollo de una reacción de cocción. También son el medio para predecir o controlar una cantidad de propiedades del material, su comportamiento y desempeño en situaciones de uso final.

Piensa reo-lógicamente

Para empezar, considere la pregunta: ¿Es posible correlacionar un dato reológico con un parámetro del proceso de producción o un aspecto del comportamiento del producto?

Para determinar esto, es necesario desarrollar un cierto "instinto" para comprender los fenómenos físicos y químicos que afectan la respuesta reológica. Por el momento, considere que esta información es conocida y que se han identificado varias posibilidades. El siguiente paso es recopilar datos reológicos preliminares para determinar qué tipo de comportamiento de flujo es característico del fenómeno estudiado. En el nivel más básico, esto implica realizar mediciones con cualquier viscosímetro Brookfield disponible y sacar algunas conclusiones basadas en la descripción de los diferentes tipos de comportamiento reológico descritos en el Capítulo 4. Una vez que el tipo de comportamiento en el se ha identificado el flujo, es posible comprender mejor cómo interactúan los componentes del sistema (se puede encontrar más información sobre lo que afecta las propiedades reológicas en la sección 4.7). Los datos así obtenidos se pueden comparar con uno de los modelos matemáticos que se han utilizado con éxito con los dispositivos Brookfield. La mayoría de estos modelos se presentan en el Capítulo 5. Estos modelos matemáticos se clasifican desde los más simples hasta los más complejos. Algunos simplemente implican dibujar curvas en papel cuadriculado, otros implican calcular una relación entre dos números. Algunos son bastante sofisticados y requieren el uso de una calculadora programable o una computadora. Estos tipos de análisis son la mejor manera de obtener la mayor cantidad de información de sus mediciones y, a menudo, los resultados de estos análisis son una o dos "constantes" que resumen las mediciones y pueden usarse para cuantificar el rendimiento del producto o proceso. . Tan pronto como se encuentra una correlación entre los datos reológicos y el comportamiento del producto, el procedimiento puede revertirse y los datos reológicos pueden usarse para predecir el rendimiento y el comportamiento del producto.

Tres escuelas de pensamiento con respecto a las mediciones de viscosidad

En nuestra experiencia, hay tres escuelas de pensamiento con respecto al uso de viscosímetros en aplicaciones de reología. Te los presentamos aquí y te invitamos a que elijas el que más te convenga, teniendo en cuenta que ninguno de los tres es el mejor y que cada uno tiene sus propias ventajas.

La escuela pragmática

La primera escuela de pensamiento es la más práctica. Las personas que asisten a esta escuela solo están interesadas en el hecho de que el viscosímetro Brookfield genera números que brindan información útil sobre el producto o proceso. Estas personas tienen poca consideración por las teorías reológicas y los parámetros de medición expresados en términos absolutos. Las aplicaciones típicas en esta categoría son aplicaciones de control de calidad o control de producción.

La escuela teórica

La segunda escuela de pensamiento implica un enfoque más teórico. Aquellos que se adhieren a esta escuela saben que algunos modelos de viscosímetros Brookfield no producirán directamente mediciones de viscosidad absoluta a tasas de corte establecidas para productos no newtonianos. Sin embargo, consideran que es posible encontrar correlaciones entre las viscosidades aparentes (cifra indicada por el dial del viscosímetro) y parámetros importantes relacionados con su producción o su proceso. La mayoría de los usuarios siguen esta escuela de pensamiento. La documentación de reología de aplicaciones está repleta de comentarios como "Sé que los datos no están definidos de manera absoluta y formal, pero teniendo en cuenta estos datos, proceso la información de reología a medida que se miden". En la mayoría de los casos, esto produce resultados muy satisfactorios y elimina la necesidad de adquirir equipos de reología muy sofisticados y excesivamente caros.

Escuela academica

La tercera escuela de pensamiento es de naturaleza bastante académica. Los defensores de esta escuela exigen que todos los parámetros de medición, en particular la velocidad de corte y la tensión, sean conocidos y estén bien definidos. Necesitan equipos con geometrías bien definidas, como geometría de cono / plano o geometría coaxial. Los equipos de la gama Brookfield que cumplen con estos criterios son los viscosímetros de cono / plano Wells-Brookfield, los viscosímetros CAP, los adaptadores de espiral ULA, SSA, DIN, SAA, el sistema de termosel, los reómetros R / S, R / S-CPS y PVS. Con este equipo se define la velocidad de cizallamiento y así se obtienen directamente medidas precisas de la viscosidad absoluta. Así que aquí está nuestra opinión sobre las tres escuelas de pensamiento con respecto a las mediciones de viscosidad. Deberá pensar en términos que correspondan a una u otra de estas escuelas de acuerdo con sus conocimientos, enfoques, metas y de acuerdo con el material que posea. Todos los usuarios de viscosímetros Brookfield pertenecen a una de estas 3 categorías.