PRÁCTICA NÚMERO 3

PRÁCTICA NÚMERO 6
VISCOSIDAD
(Una aproximación lúdica)
I. Objetivo
Experimentar con el comportamiento viscoso de diferentes fluidos asombrosos, con el
objetivo de percibir sus diferentes respuestas ante esfuerzos aplicados. El carácter de esta
sesión es fundamentalmente cualitativo y lúdico (prepárese Usted a ensuciarse las manos).
II. Materiales
1. Agua
2. Fécula de maíz
3. Gel
4. Sal
5. Aceite
6. Polvo de fierro
7. Leche entera
8. Crema de leche
9. Azúcar
10. Vainilla
11. Hielo
12. Hielera
13. Bandeja
14. Miserable
15. Cucharas
16. Platos de plástico
17. Bolsas de plástico con cierre
18. Recipiente con tapa
19. Balanza de 0.1g
20. Vaso de precipitados
21. Probeta
22. Agitador
23. Regla y/o Vernier
24. Interface Pasco
25. Sensor de fuerza para interface
26. Sensor de temperatura para Interface
27. Computadora
28. Software Data Studio
29. Hilo
30. Balín con orificio
31. Reo-máquina
III. Introducción
La viscosidad es una propiedad dinámica de los fluidos, misma que nos da información de
la resistencia que éste presenta al fluir. Para el caso de los fluidos Newtonianos, la
viscosidad aparece como la constante de proporcionalidad entre el esfuerzo cortante
aplicado y la deformación producida en el fluido. En el caso de fluidos No-Newtonianos la
relación entre esfuerzo y deformación es mucho más compleja, de ahí que en la literatura se
hable de fluidos plásticos, pseudo-plásticos, dilatántes, reopécticos, tixotrópicos,
viscoelásticos, entre otros, que corresponden a clasificaciones sobre la respuesta viscosa de
los fluidos “complejos” (ver Figura 1).
Figura 1. Fluidos Viscosos.
IV. Procedimiento
A. Reducción de Viscosidad isotérmica: Colocar unas cucharadas de gel en un plato de
plástico. Derramar sobre su superficie una cucharada de sal gruesa.
B. Incremento de la Viscosidad en un ferro-fluido: Colocar una cucharada de polvo
de fierro y agregar aproximadamente 50 ml de aceite de cocina.
C. Modificación de la Viscosidad con la rapidez del Esfuerzo Aplicado: Colocar
alrededor de 300 ml de agua y agregarle poco a poco fécula de maíz mientras la
mezcla con un agitador.
D. Modificación de la Viscosidad en la preparación de una “espuma” (Parte 1):
Colocar en partes aproximadamente iguales leche entra y crema, agregar dos
cucharadas de azúcar y medio tapón de vainilla. Agitar la suspensión y colocarla en
el interior de una bolsa de plástico con cierre. Colocar esta bolsa de plástico en otra
bolsa de plástico igual de seguridad. Preparar el recipiente con tapa, agregándole
aproximadamente hielo hasta ocuparle una tercera parte, agregarle
aproximadamente una tasa de sal gruesa, tapar y agitar brevemente para que se
mezcle sal y hielo. Destapar y colocar en su interior la bolsa doble con la
suspensión. Tapar y a partir de aquí y por los 20 minutos siguientes jugar con este
recipiente…agítelo…ruédelo…muévalo y muévalo. A la mitad de este proceso
lúdico destape y tome la temperatura del refrigerante (salmuera). Continúe hasta
concluir el tiempo aproximado estimado. Destape el recipiente y saque la bolsa con
la “suspensión láctea”, lávela rápidamente para quitarle los residuos de agua salada.
Abra la bolsa interior, explore y perciba su consistencia y resistencia al
deslizamiento de algún agitador. Tome una cucharita y disfrute este fluido viscoso.
E. Modificación de la Viscosidad en la preparación de una “espuma” (Parte 2):
Preparar una suspensión láctea como la de la parte D pero en una cantidad mayor
(aproximadamente de 1 a l.25 litros). Estimar la densidad de una muestra de la
suspensión con probeta y balanza. Colocar la mezcla en el recipiente térmico de la
Reo-máquina, disponer según se ilustrará in-situ. Instalar la computadora con
interface. Disponer los sensores de temperatura y fuerza (con aditamentos). Acceder
al software para activar los sensores y encender la Reo-máquina. El proceso de
preparación de la espuma durará entre 20 y 30 minutos. Monitorear el proceso
observando el comportamiento de la temperatura y la fuerza de tensión del péndulo
sumergido con el tiempo. Al concluir tome una pequeña muestra de la “espuma
láctea” y estime su densidad con probeta y balanza.
V. Actividades a realizar
1. Registrar las observaciones cualitativas de los procedimientos A-E en relación al cambio
fenomenológico de la viscosidad en las diferentes situaciones.
2. En el procedimiento E:
a) Reportar las densidades de la suspensión y la espuma láctea. Estime con ello el volumen
de aire en la espuma.
b) Llévese copia de los archivos de Temperatura vs tiempo y Fuerza vs tiempo. Elabore las
gráficas correspondientes y construya una gráfica que nos muestre el cambio de la fuerza vs
la temperatura durante el proceso. Analícelas, descríbalas y comente sobre su
comportamiento. Si es posible correlaciónelas con sus observaciones del proceso.
VI. Consultas y problemas
1. Investigue sobre lo que es una gel como la que se uso en el laboratorio. Reporte lo
que Usted encuentre sobre el papel de la sal en el cambio de sus propiedades
viscosas.
2. Investigue sobre experimentos con suspensiones acuosas de maicena. Seleccione
alguno o un par de ellos que le parezcan interesantes o curiosos.
3. Investigue sobre lo que es un ferro-fluido y alguna aplicación interesante de
ellos.
4. Investigue sobre lo que es una espuma y de su nombre común (y/o comercial) a
la “espuma láctea” preparada en el laboratorio.
5. En la página del curso se incluye un artículo sobre la “espuma láctea” preparada
en el laboratorio. Elabore un reporte de lectura del artículo.
6. Como Usted pudo observar, el método mecánico utilizado para censar la fuerza
de resistencia de la suspensión y espuma láctea es realmente cualitativo y
rudimentario ¿tendría Usted alguna sugerencia o idea para hacerlo mas preciso?
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