¿Qué hace esta calculadora?
Esta herramienta convierte la viscosidad dinámica (también llamada viscosidad absoluta, símbolo \(\mu\)) en viscosidad cinemática (símbolo \(\nu\)) dividiéndola entre la densidad del fluido \(\rho\). La viscosidad dinámica mide la resistencia interna de un fluido a fluir cuando se le aplica una fuerza, mientras que la viscosidad cinemática indica con qué rapidez se desplaza un fluido bajo el efecto de la gravedad. Esta relación es básica en mecánica de fluidos, en ingeniería de lubricación y en el cálculo de números adimensionales como el número de Reynolds.
Cómo usarla
Introduce la viscosidad dinámica \(\mu\) en pascales por segundo (Pa·s) y la densidad del fluido \(\rho\) en kilogramos por metro cúbico (kg/m³). La calculadora devuelve la viscosidad cinemática \(\nu\) en unidades del SI (m²/s) y también en las habituales unidades del sistema CGS: centistokes (cSt) y stokes (St). Como referencia, el agua a 20 °C tiene \(\mu \approx 0{,}001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\) y \(\rho \approx 998\,\text{kg/m}^3\).
La fórmula explicada
La ecuación que la define es $$\nu = \dfrac{\mu}{\rho}$$ Como \(\mu\) tiene unidades de \(\text{Pa}\cdot\text{s} = \text{kg/(m}\cdot\text{s)}\) y \(\rho\) se expresa en kg/m³, al dividirlas se obtienen m²/s; fíjate en que desaparece la dimensión de masa, y por eso a \(\nu\) se la llama viscosidad «cinemática». Para convertir: $$1\,\text{m}^2/\text{s} = 10^4\,\text{St} = 10^6\,\text{cSt}$$ Los aceites de motor y lubricantes suelen indicarse en cSt.
Ejemplo resuelto
Tomemos agua a 20 °C con \(\mu = 0{,}001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\) y \(\rho = 1000\,\text{kg/m}^3\). Entonces $$\nu = \frac{0{,}001}{1000} = 0{,}000001\,\text{m}^2/\text{s} = 1 \times 10^{-6}\,\text{m}^2/\text{s}$$ Al multiplicar por 1.000.000 obtenemos 1,0 cSt, que coincide con el valor tan conocido del agua.
Valores de viscosidad típicos para fluidos comunes
La viscosidad cinemática se obtiene dividiendo la viscosidad dinámica (absoluta) \(\mu\) por la densidad del fluido \(\rho\):
$$\nu = \frac{\mu}{\rho}$$Como la densidad aparece en el denominador, dos fluidos con viscosidad dinámica similar pueden tener viscosidades cinemáticas muy diferentes. Por ejemplo, el mercurio es extremadamente denso, por lo que su viscosidad cinemática es diminuta a pesar de que su viscosidad dinámica es comparable a la del agua. Los valores a continuación son cifras aproximadas a temperatura ambiente (a menos que se indique lo contrario) y son útiles como verificación de sus propios cálculos. Tenga en cuenta que \(1\ \text{m}^2/\text{s} = 10^6\ \text{cSt}\).
| Fluido | Viscosidad dinámica \(\mu\) (Pa·s) | Densidad \(\rho\) (kg/m³) | Viscosidad cinemática \(\nu\) (cSt) |
|---|---|---|---|
| Agua (20 °C) | 0.001002 | 998 | 1.00 |
| Aire (15 °C, 1 atm) | 0.0000181 | 1.225 | 14.8 |
| Aceite de motor SAE 30 (20 °C) | 0.29 | 891 | 325 |
| Glicerina (20 °C) | 1.49 | 1261 | 1182 |
| Miel (20 °C) | 10 | 1420 | 7042 |
| Mercurio (20 °C) | 0.00155 | 13534 | 0.115 |
| Gasolina (20 °C) | 0.0006 | 720 | 0.83 |
Estas cifras son representativas; la viscosidad real depende fuertemente de la temperatura, y los aceites en particular varían según la clasificación y el paquete de aditivos.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre viscosidad dinámica y cinemática? La viscosidad dinámica es la relación entre el esfuerzo cortante y la velocidad de deformación (se basa en la fuerza); la viscosidad cinemática es la viscosidad dinámica dividida entre la densidad (se basa en el movimiento).
¿Puedo introducir centipoises (cP)? Conviértelos primero: \(1\,\text{cP} = 0{,}001\,\text{Pa}\cdot\text{s}\), así que divide tu valor en cP entre 1000 antes de introducir \(\mu\).
¿Por qué el resultado en m²/s es tan pequeño? Las viscosidades cinemáticas en el SI de los fluidos poco viscosos son números diminutos; por eso los ingenieros suelen expresarlas en cSt.
