Índice de viscosidad: definición y fórmula

Publicado el 27 octubre, 2021

Definición del índice de viscosidad

Antes de comprender el índice de viscosidad, debemos comprender una propiedad física de los fluidos llamada viscosidad. La materia es de lo que está hecho todo, desde los neumáticos de un automóvil hasta el agua de un estanque. Pero no todos tienen el mismo aspecto, ¿verdad? Esto se debe a que son diferentes estados de la materia, siendo los más frecuentes los sólidos, los líquidos y los gases. Los líquidos y gases se definen por su capacidad para fluir y tomar la forma de lo que contienen, como un vaso de agua. Los gases y líquidos fluyen con mayor libertad que los sólidos y se conocen juntos como fluidos .


Flujo de miel pegajoso o viscoso
Se muestra la viscosidad de la miel

La medida de la resistencia de un fluido al flujo se llama viscosidad . Ya lo sabes, pero con un nombre diferente: pegajosidad. Cuanto más espeso es un líquido, más viscoso se puede llamar, como la miel frente al agua. La miel resiste su flujo más que muchos otros fluidos comunes como el agua o el jugo, y es ‘más pegajosa’, por lo que lo llamaría un fluido más viscoso.

Pero espere, podría decir: ¿cuál es el índice de viscosidad y cómo se relaciona con la viscosidad? La temperatura juega un papel importante en la viscosidad de un fluido, por lo que el mundo necesitaba una forma de medirla con los cambios de temperatura. El índice de viscosidad es una medida del cambio de viscosidad con fluctuaciones de temperatura. En términos más simples, el índice de viscosidad le dice qué tan bien un fluido puede proteger su viscosidad durante los cambios de temperatura.

¿De dónde proviene la viscosidad?

Antes de comprender por qué la temperatura afecta la viscosidad, sería útil comprender de dónde proviene la viscosidad de un fluido. Tome cualquier río que haya visto. Ahora intente imaginarlo como una pila de cientos de láminas de agua súper delgadas, fluyendo juntas, cada una con su propia velocidad. Cada hoja tiene millones de moléculas y todas las moléculas fluyen hacia las hojas arriba y abajo. La diferencia de velocidades entre las láminas debido a la fricción, combinada con los millones de acciones moleculares que tienen lugar, produce viscosidad. El movimiento de las hojas a diferentes velocidades también provoca una fuerza o tensión entre ellas conocida como esfuerzo cortante .


Teoría de la viscosidad y el flujo laminar
Diagrama de flujo viscoso y esfuerzo cortante

Temperatura y viscosidad

Entonces, ¿qué pasa con la temperatura? Cuando mides la temperatura, básicamente estás midiendo la energía cinética promedio de todas las moléculas de ese trozo de materia. Cuanto más caliente está algo, más energía y movimiento tienen las moléculas. Tomemos el agua hirviendo, por ejemplo: a medida que las moléculas de agua se calientan, su energía y movimiento aumentan hasta el punto de burbujear.

Ahora puede visualizar claramente que un cambio en la energía de las moléculas (temperatura) provocará un cambio en la velocidad de movimiento de las moléculas entre las láminas de un líquido (viscosidad). Generalmente, para aumentos de temperatura, la “pegajosidad” o viscosidad de un líquido disminuye. Dado que cada fluido es diferente, la reacción a la misma temperatura es diferente, lo que le da al índice de viscosidad su importancia. El mismo fluido puede tener una viscosidad diferente a una temperatura diferente, por lo que tiene sentido especificar la temperatura mientras se menciona la viscosidad de un fluido. Por ejemplo, la viscosidad de un aceite lubricante a 100 grados Fahrenheit sería muy diferente a la de 200 grados Fahrenheit.

La ecuacion

Los índices de viscosidad se utilizan con mayor frecuencia en el caso de aceites hidráulicos y lubricantes. Para cualquier aceite, el índice de viscosidad o VI viene dado por la ecuación:


Fórmula para el índice de viscosidad
Ecuación del índice de viscosidad

La ‘L’ representa la viscosidad de un aceite de 0 VI a 100 grados Fahrenheit, la ‘U’ representa la viscosidad de un aceite de VI desconocido a 100 grados Fahrenheit y H representa la viscosidad de un aceite de 100 VI a 100 grados Fahrenheit. ¡Uf! Eso es un bocado. Tenga en cuenta que todas las viscosidades están a la misma temperatura, 100 grados Fahrenheit, y que el aceite 0 VI y el aceite 100 VI son aceites de referencia que nos ayudan a calcular la viscosidad desconocida ‘U’.

Trascendencia

Dado que el índice de viscosidad de un fluido se entiende mejor como la capacidad de proteger su viscosidad de los cambios de temperatura, se deduce que un aceite con alto índice de viscosidad muestra una mayor resistencia al cambio de viscosidad. La viscosidad o ‘pegajosidad’ ayuda a proteger los pistones del motor de su automóvil al actuar como un amortiguador entre el metal, pero puede calentarse bastante allí. Si la temperatura hace que el aceite pierda viscosidad o se vuelva más delgado, las partes metálicas podrían comenzar a tocarse y su motor podría desgastarse. Entonces, ¿qué tipo de aceite elegiría para la tarea? Si pensaba que un VI más alto es mejor, tiene razón. Un líquido con un índice de viscosidad más alto también podría ayudar contra los cambios climáticos extremos, ya que la viscosidad no se ve muy afectada por la temperatura.

Resumen de la lección

Entre los estados de la materia, la capacidad de fluir es una característica de los fluidos , tanto líquidos como gases. La medida de la resistencia de un fluido al flujo se llama viscosidad y cuanto más espeso es, más viscoso se puede llamar. El índice de viscosidades una medida de las fluctuaciones de la viscosidad con los cambios de temperatura. Dado que cada fluido es diferente, su reacción a la misma temperatura es diferente. Generalmente, para aumentos de temperatura, la “pegajosidad” o viscosidad de un líquido disminuye. El índice de viscosidad de un fluido se entiende mejor como la capacidad de proteger su viscosidad de los cambios de temperatura, por lo que se deduce que un aceite con alto índice de viscosidad muestra una mayor resistencia al cambio de viscosidad y debe usarse para contrarrestar los efectos que la temperatura habría tenido. en un aceite de VI bajo.

5/5 - (7 votes)