Le tazze a efflusso vengono spesso indicate con diversi nomi: viscosimetri a tazza, viscosimetri a coppa o più semplicemente tazze, coppe, coppe Ford etc.; la varietà dei nomi può essere considerata un indice della diffusione di questi strumenti da lungo tempo e in diversi ambiti.
Sono viscosimetri di per sé piuttosto semplici, costituiti da una tazza avente volume e dimensioni note, che reca sul fondo un orifizio dal diametro variabile. Volume e dimensioni sono descritte negli standard di riferimento, e in Europa ne esistevano parecchi: tazze AFNOR diffuse in Francia, BS in Gran Bretagna, Zahn e DIN in Germania… tutti questi standard sono stati superati dalla norma europea ISO 2431, che dovrebbe essere recepita da tutti gli stati membri, tuttavia ad oggi accanto alle coppe ISO sopravvivono certamente le coppe DIN, e talvolta BS e AFNOR. Per quanto riguarda i paesi extra-europei, l’autore conosce unicamente lo standard americano ASTM D 1200 che descrive le diffusissime coppe Ford, ma è possibile che altri standard siano presenti ad esempio nelle normative cinesi.
Indipendentemente dal tipo di tazza, è fondamentale che questo viscosimetro sia utilizzato per misurare liquidi Newtoniani; come si vedrà più avanti, infatti, il liquido deve fluire dalla tazza con un flusso costante e regolare, comportamento tipico dei liquidi Newtoniani; inoltre, i liquidi devono avere viscosità piuttosto basse, il limite massimo delle tazze a efflusso è infatti sotto i 1000 mPa*s.
Come si diceva, lo strumento è di per sé piuttosto semplice, in pratica è una tazza con un buco sul fondo; richiede poca manutenzione, essendo un oggetto in metallo non ha bisogno di taratura e l’unico fatto al quale bisogna prestare davvero molta attenzione è la pulizia della tazza e in particolare dell’orifizio: se il campione si incrosta dentro la tazza o all’interno dell’orifizio, la misura potrà essere falsata. E’ consigliato quindi l’uso di uno scovolino apposito da passare ripetutamente all’interno dell’orifizio.
L’esecuzione della misura di viscosità secondo la norma ISO 2431 prevede di:
- mettere in bolla la tazza scelta utilizzando un apposito sostegno
- tappare con un dito l’orifizio
- versare il campione fino a riempire completamente la tazza
- togliere l’eccesso di campione utilizzando il vetro normato che viene dato in dotazione insieme alle coppe
- rimuovere il dito che tappa l’orifizio e contemporaneamente far partire il cronometro (che dovrebbe essere certificato o almeno verificato con un cronometro certificato)
- fermare il cronometro quando il flusso del campione smette di essere continuo; cioè, non si deve attendere il completo svuotamento della tazza, ma ci si interrompe non appena il flusso si interrompe
Il risultato ottenuto viene normalmente espresso in secondi, tuttavia la norma ISO 2431 riporta delle formule di conversione per passare dai secondi ai mPa*s
Sempre secondo la ISO 2431, tempi compresi tra 12 e 30 secondi minimizzano l’errore dovuto all’operatore, che in quel lasso di tempo mostra la maggiore concentrazione; per abbassare ulteriormente l’errore di misura legato alla lettura del tempo, è possibile utilizzare un sistema elettronico per la misura del tempo di efflusso.
Come in tutte le misure di viscosità, la temperatura è il parametro che maggiormente influenza i risultati; per mantenerla costante bisogna lavorare in ambienti a temperatura controllata oppure utilizzare le tazze con camicia ricircolata.
Da quanto descritto finora dovrebbe risultare chiaro perché con i viscosimetri a efflusso si possano misurare solo liquidi newtoniani: un liquido non newtoniano potrebbe fluire in modo irregolare, e la misura potrebbe essere interrotta a un tempo non rappresentativo (questo accade soprattutto con il misuratore elettronico).
