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Viscosidad de los líquidos

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Viscosidad de los líquidos

experimento de viscosidad 

El objeto del experimento

Una propiedad importante del fluido de perforación, también conocido como lodo, es la viscosidad. En este experimento, comparamos la viscosidad de diferentes líquidos, midiendo el tiempo que tardan las piedras en hundirse en ellos. Imagínate que estas piedras son los detritos de las rocas que los líquidos de perforación tienen que arrastrar a la superficie.

En Fluido de perforación: elemento vital del pozo observamos cómo el fluido de perforación se bombea hacia el fondo del pozo a través de la tubería de perforación, asomando en el extremo. A continuación regresa a la superficie por el ánulo, el espacio que se encuentra entre el exterior de la tubería de perforación y las paredes del pozo, arrastrando los detritos de las rocas. El fluido de perforación tiene que ascender a una velocidad mayor que el tiempo que tardan las rocas en hundirse en él, para poder arrastrarlas a la superficie. Un fluido más viscoso hace que las piedras desciendan más lentamente. Por otro lado, un fluido más viscoso necesita mayor presión de bombeo para mantener el movimiento.

La investigación

Las piedras que utilizas para el experimento deben ser bastante uniformes en forma y tamaño. Nosotros utilizamos grava gruesa para acuarios que puedes conseguir en un local de mascotas. Necesitarás un tubo graduado, o cualquier otro tipo de recipiente alto para colocar el líquido, y un cronómetro que mida con precisión el tiempo de descenso de las piedras.

El jarabe de maíz tiene mucha más viscosidad que el agua, de modo que la utilización de estos dos líquidos en el experimento permitirá lograr resultados de alta precisión.

Análisis y más investigaciones

Los alumnos pueden proponer otras formas de comparar la viscosidad de los líquidos. En lugar de calcular el tiempo que tarda un objeto en hundirse hasta el fondo de un recipiente, puedes utilizar un objeto que flote en el líquido, por ejemplo un trozo de madera. Con una varilla o barra de metal, empuja el objeto hasta el fondo del recipiente. Luego suéltalo y calcula el tiempo que tarda en subir a la superficie.

Coloca algunas gotas de líquido en una superficie horizontal y después inclina la superficie. El líquido comenzará a descender. Cuanto más viscoso sea el líquido, más lentamente se desplazará.

Prueba este experimento con distintos líquidos, como la miel, la glicerina y el aceite.

Realiza el experimento con un único líquido a diferentes temperaturas y compara los resultados. La mayoría de los líquidos son menos viscosos a temperaturas más altas. Esto puede implicar un problema en ciertas situaciones. El motor de un automóvil está frío cuando el auto está apagado, pero su temperatura aumenta considerablemente cuando ha estado en marcha durante un rato. El aceite utilizado para lubricar el motor tiene que mantener la viscosidad a alta temperatura, pero no se tiene que volver muy espeso a baja temperatura ya que esto afectaría el funcionamiento del motor. Los aceites multigrados contienen aditivos que ayudan a conservar la viscosidad relativamente uniforme para las distintas temperaturas.

Viscosidad y densidad

La densidad es igual a la masa por la unidad de volumen. El jarabe de maíz es más denso que el agua. Un litro de agua posee una masa de 1.000 gramos o un kilogramo. Un litro de jarabe de maíz tiene una masa de aproximadamente 1.380 gramos. Parecería que los líquidos densos y pesados son también más viscosos, pero no es necesariamente así. El aceite de maíz es menos denso que el agua (su densidad es de aproximadamente 930 gramos por litro) pero tiene una viscosidad mayor.

El experimento de la flotabilidad explora la densidad de los líquidos. Sería conveniente que trabaje en ese experimento paralelamente con este estudio de la viscosidad.