Diseño de prototipo de viscosímetro y validación de uso en fluidos de alta, media y baja viscosidad

Abstract

La Ley de la viscosidad de Isaac Newton, en la cual afirmó que la fuerza y el esfuerzo cortante con la que se deforma un fluido. La viscosidad tiene la unidad de medida en Centipoise (Cp), en la industria alimentaria es de suma importancia conocer la viscosidad en el proceso de fabricación, para el dimensionamiento de los equipos y control del mismo; para lograr alcanzar la mejor calidad del producto y conocer sus características reológicas como: color, densidad, estabilidad, peso molecular y contenido de sólidos. Por lo que el diseño y construcción de un prototipo para la medición de la viscosidad en fluidos de alta, media y baja viscosidad tiene una alta trascendencia en el cambio de la matriz productiva del Ecuador, ya que se impulsa al producto nacional, motivo por el cual la creación de este prototipo tiene un valor agregado hacia la industrial. Los objetivos del estudio fueron: 1) Diseñar un prototipo de viscosímetro para validación de uso en fluidos de alta, media y baja viscosidad. 2) Diseñar prototipos de viscosímetros para tres tipos de fluidos. 3) Evaluar los factores de altura, diámetro, volumen, temperatura del fluido a analizar y tiempo apreciable en la medida del equipo. 4) Validar el diseño de los tres prototipos de viscosímetros con un viscosímetro comercial. El prototipo fue diseñado y construido en polimetilmetacrilato por sus propiedades de transparencia alrededor del 93%, para la base de la estructura y en vidrio para el equipo. Se utilizó un análisis estadístico de arreglo factorial para la selección del mejor prototipo para cada tipo de fluido para la miel el prototipo con mayor diámetro (2 cm), para la leche el viscosímetro con menor diámetro (0,7 cm) y la pulpa con el equipo de diámetro intermedio (1 cm). Logrando confirmar la hipótesis nula H1: La viscosidad de un fluido determina el dimensionamiento de los tres viscosímetros a construir. Finalmente se realizó la validación de cada uno de los prototipos con el viscosímetro comercial de Brookfield obteniendo un error experimental menor a 1%. Concluyendo que el equipo construido tiene una precisión de medición similar a un equipo comercial.