Cómo elegir un reómetro: geometrías, temperatura y accesorios
Los criterios que más pesan al elegir un reómetro rotacional: tipo de muestra, rango de par, geometría de medida, control de temperatura, accesorios y facilidad de uso.
Elegir un reómetro no consiste en buscar el de más prestaciones, sino el que mide bien sus muestras, con el método que necesita y con un manejo adecuado para quien lo va a usar. Estos son los criterios que repasamos con cada cliente antes de recomendar un equipo.
1. Empiece por la muestra y la pregunta
Antes de hablar de equipos conviene tener claro:
- Qué muestras: viscosidad aproximada, si tienen partículas (y de qué tamaño), si sedimentan, si se evaporan o si son sensibles al aire o a la luz.
- Qué propiedad importa: viscosidad a una velocidad, curva de flujo, tensión de fluencia, estabilidad, gelificación o curado, comportamiento del fundido.
- A qué temperaturas: ambiente, refrigeración, procesos de cocción o polímeros fundidos a 200–300 °C.
- Para qué: control de calidad rutinario con un criterio de aceptación claro, o investigación y desarrollo.
Si solo necesita la viscosidad en unas condiciones fijas, quizá le baste un viscosímetro: lo explicamos en reómetro o viscosímetro.
2. Rango de medida y cojinete
El rango de un reómetro lo marcan el par mínimo y máximo que puede medir y el rango de velocidades. Las muestras de muy baja viscosidad y las estructuras débiles (geles frágiles, dispersiones poco concentradas) exigen pares muy pequeños; los fundidos y las pastas, pares altos.
Aquí entra el tipo de cojinete. Un cojinete mecánico es robusto y cubre la mayoría de ensayos de control de calidad. Un cojinete de aire reduce la fricción interna y permite medir pares mucho menores, lo que es necesario para oscilación a deformaciones muy pequeñas o para muestras muy fluidas. Por ejemplo, el HAAKE MARS iQ existe con cojinete mecánico y, como MARS iQ Air, con cojinete de aire.
3. La geometría de medida
La geometría adecuada depende de la muestra. Usar la incorrecta es una de las causas más habituales de resultados poco reproducibles.
| Geometría | Adecuada para | A tener en cuenta |
|---|---|---|
| Cono-placa | Muestras homogéneas, poco volumen, cizalla uniforme | No admite partículas mayores que la separación en la punta |
| Placa-placa | Pastas, geles, fundidos, muestras con partículas | La cizalla varía con el radio; separación ajustable |
| Cilindros coaxiales | Baja viscosidad, muestras que sedimentan o se evaporan | Más volumen de muestra; hay que llenar al nivel correcto |
| Doble ranura | Viscosidades muy bajas | Mucha superficie de contacto para aumentar la señal |
| Paletas (vane) | Suspensiones con partículas grandes, materiales que deslizan | Resultado relativo |
Las superficies arenadas o estriadas evitan el deslizamiento en pastas y grasas, y las geometrías desechables son imprescindibles para resinas y adhesivos que curan dentro del equipo. En nuestra nota sobre geometrías de cilindros coaxiales repasamos las variantes de esta familia.
4. Control de temperatura
La viscosidad cambia mucho con la temperatura (a menudo varios puntos porcentuales por grado), así que el control térmico es tan importante como el motor.
- Peltier: calienta y enfría rápido y con precisión, desde temperaturas bajo cero hasta unos 200 °C según el módulo. Es la opción más habitual para placas, conos y cilindros. Los módulos Peltier refrigerados por aire no necesitan baño termostático.
- Control por líquido: con un baño o circulador externo; útil para cilindros de gran volumen.
- Hornos eléctricos o de convección: para temperaturas altas, por ejemplo polímeros fundidos, a menudo con atmósfera inerte.
- Tapas y campanas: reducen el gradiente de temperatura en la muestra y la evaporación. Se recomienda usarlas casi siempre.
La temperatura que indica el equipo es la de un sensor del módulo, no la de la muestra. Para ensayos exigentes conviene determinar la diferencia: lo explicamos en calibración automática de la temperatura.
5. Modos de ensayo
- Rotación con velocidad controlada (CR): curvas de flujo, viscosidad a velocidades definidas.
- Rotación con tensión controlada (CS): tensión de fluencia, fluencia y recuperación.
- Oscilación (CD/CS): barridos de amplitud, frecuencia, temperatura y tiempo para medir G′, G″ y tan δ. Lo explicamos en ensayos de oscilación.
En control de calidad muchas veces basta con rotación y una oscilación sencilla; en I+D, la oscilación completa es imprescindible.
6. Accesorios y técnicas combinadas
Un reómetro modular puede crecer con el tiempo. Entre los accesorios más útiles:
- Reomicroscopía (RheoScope): imágenes de la muestra mientras se mide, para ver cristales, gotas o burbujas. Ejemplo: formulaciones para extrusión en caliente.
- Reología-Raman (RheoRaman): espectros Raman simultáneos para relacionar estructura química y propiedades mecánicas, como en la cristalización de la manteca de cacao.
- Curado UV: placas transparentes y lámpara para seguir el curado de adhesivos y recubrimientos.
- DMTA: mordazas para sólidos y medida de la transición vítrea.
- Reología extensional (SER): para polímeros en procesos de soplado, hilado o termoformado.
- Células de presión: hasta 400 bar y 300 °C, para crudos, fluidos de perforación o alimentos.
7. Manejo, software y trazabilidad
En control de calidad el equipo lo usan a menudo varias personas, así que importa que sea difícil equivocarse: reconocimiento automático de geometrías y módulos de temperatura, avisos de llenado, procedimientos que se lanzan desde la pantalla, criterios de aceptación automáticos y gestión de usuarios. En cómo escribir un SOP para mediciones reológicas damos ideas para sacar partido a estas funciones.
Para verificar periódicamente que el equipo mide bien, existen patrones viscoelásticos certificados.
8. Servicio y formación
Un reómetro es una inversión a muchos años. Pregunte por la instalación y puesta en marcha, la formación de usuarios, el soporte de aplicaciones cuando surja una muestra difícil y el servicio técnico. En iFi acompañamos cada equipo con asesoramiento antes de la compra, puesta en marcha, formación y cursos de reología.
Resumen: qué equipo según el uso
| Necesidad | Equipo orientativo |
|---|---|
| Control de calidad sencillo, rotación y oscilación básica | HAAKE Viscotester iQ |
| Control de calidad e I+D con oscilación completa | HAAKE MARS iQ / iQ Air |
| Investigación, técnicas combinadas y máxima sensibilidad | HAAKE MARS 40 / 60 |
Preguntas frecuentes
¿Qué geometría de medida debo usar?
Depende de la muestra. Cono-placa para muestras homogéneas sin partículas grandes y poca cantidad; placa-placa para pastas, geles, fundidos y muestras con partículas; cilindros coaxiales para líquidos de baja viscosidad o con tendencia a sedimentar; doble ranura para viscosidades muy bajas, y rotores de paletas para suspensiones con partículas grandes.
¿Peltier o control por líquido?
Un módulo Peltier calienta y enfría rápido y con precisión en el rango de temperatura más habitual. Para temperaturas altas, como polímeros fundidos, se usan hornos eléctricos o de convección. Los Peltier refrigerados por aire evitan el baño termostático externo.
¿Cojinete mecánico o de aire?
El cojinete mecánico cubre la mayoría de ensayos de control de calidad. El cojinete de aire reduce mucho el par mínimo medible y es necesario para muestras de muy baja viscosidad, estructuras débiles u oscilación a deformaciones muy pequeñas.
