La norma ASTM D445, Método de Ensayo para la Viscosidad Cinemática de Líquidos Transparentes y Opacos (que incluye el cálculo de la viscosidad dinámica), desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM), describe un método para determinar la viscosidad cinemática de productos derivados del petróleo, tanto transparentes como opacos, midiendo el tiempo que tarda un volumen de líquido en fluir por gravedad a través de un viscosímetro capilar de vidrio calibrado. La viscosidad dinámica se obtiene multiplicando la viscosidad cinemática por la densidad del líquido.
Las normas ASTM D2170 y ASTM D2171 también son aplicables para la medición de la viscosidad cinemática del betún. El método de ensayo descrito en la norma ISO 3104, Productos petrolíferos - Líquidos transparentes y opacos - Determinación de la viscosidad cinemática y cálculo de la viscosidad dinámica, se ajusta a esta norma.
Los resultados obtenidos con este método de prueba dependen del comportamiento de la muestra y están destinados principalmente a fluidos donde la tensión de corte y las velocidades de corte son proporcionales (comportamiento de flujo newtoniano). Sin embargo, si la viscosidad varía significativamente con la velocidad de corte, se pueden obtener resultados diferentes con viscosímetros con diferentes diámetros capilares. Se incluyen los valores de procedimiento y sensibilidad para combustibles residuales, que presentan un comportamiento no newtoniano en ciertas condiciones.
El rango de viscosidad cinemática que abarca este método de ensayo va de 0,2 mm²/s a 300 000 mm²/s a todas las temperaturas. La precisión se determina únicamente para los materiales, rangos de viscosidad cinemática y temperaturas que se indican en las notas al pie de la sección sobre precisión.
El mercurio está clasificado por muchas agencias reguladoras como una sustancia peligrosa que puede causar graves problemas médicos. Se ha demostrado que el mercurio y sus vapores son perjudiciales para la salud y corrosivos para los materiales. Es fundamental tener precaución al manipular mercurio y productos que lo contienen.
Muchos productos derivados del petróleo y algunos materiales no derivados del petróleo se utilizan como lubricantes, y el correcto funcionamiento de los equipos depende de la viscosidad adecuada del fluido utilizado. Además, la viscosidad de muchos combustibles derivados del petróleo es importante para predecir las condiciones óptimas de almacenamiento, manipulación y operación. Por lo tanto, la determinación precisa de la viscosidad es crucial para muchas especificaciones de productos.
El método de medición descrito en esta norma se basa en el monitoreo del tiempo de flujo de líquidos transparentes u opacos a través de un capilar de vidrio calibrado.
La viscosidad cinemática y dinámica de los productos derivados del petróleo se mide por las siguientes razones:
El tiempo de flujo se determina mediante mediciones duplicadas que incluyen pasos de limpieza intermedios. Para calcular la viscosidad cinemática, se multiplica el tiempo de flujo por la constante capilar obtenida mediante la medición de un material de referencia de viscosidad certificado. Esta es una determinación indirecta de la viscosidad, ya que la viscosidad cinemática se calcula en función del tiempo de flujo.
Para calcular la viscosidad dinámica se requieren mediciones de densidad adicionales según las normas ASTM D1217, ASTM D1480, ASTM D1481 o ASTM D4052 .
Los requisitos para la medición de la viscosidad según la norma ASTM D445 son:
Las partículas son una de las fuentes de error más comunes. Si la muestra contiene fibras o partículas sólidas, se requiere filtración. El tamiz de filtración requerido tiene un tamaño de poro de 75 µm, por lo que las partículas mayores de 75 µm deben filtrarse. Además de las partículas presentes en la muestra, las partículas de polvo dentro del capilar también pueden causar mediciones erróneas. Por lo tanto, es fundamental un almacenamiento adecuado y una limpieza minuciosa de los capilares.
Por defecto, las muestras de petróleo se pueden medir con viscosímetros capilares de vidrio manuales o automáticos. Los capilares de tipo Oswald, de nivel suspendido y de contraflujo especificados en la norma ASTM D445 se pueden utilizar para diversas muestras y rangos de viscosidad. Estos viscosímetros incluyen capilares de vidrio, soportes para capilares, una unidad de control de temperatura, un baño termostatizado, un termómetro, un fluido de baño adecuado para la temperatura de medición y un dispositivo de medición de tiempo que cumple con las especificaciones de la norma.
Según la norma ASTM, la viscosidad cinemática y la viscosidad dinámica deben expresarse en milímetros por segundo cuadrado (mm2/s) y milipascales segundos (mPa·s).
El estándar alternativo para las mediciones de viscosidad es el estándar “ASTM D7042 Método de prueba estándar para viscosidad dinámica y densidad de líquidos (y cálculo de viscosidad cinemática) mediante viscosímetro Stabinger”.
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