DEFORMAÇÃO, VISCOSIDADE, TENSÃO DE CISALHAMENTO E TAXA DE CISALHAMENTO

UNIVERSIDADE FEEVALE

CURSO DE FÁRMACIA

FÍSICO-QUÍMICA

PROF. FERNANDO DAL PONT MORISSO

LUCAS DE ANDRADE DE LIMA

TRABALHO SOBRE REOLOGIA

Novo Hamburgo – RS 2015

SUMÁRIO

1. DEFINIÇÕES BÁSICAS....................................................................................... página 03.

1.1. REOLOGIA.............. ......................................................................................... página 03.

1.1.1. UTILIZAÇÃO DA REOLOGIA......................................................................... página 04.

1.2. DEFORMAÇÃO, VISCOSIDADE, TENSÃO DE CISALHAMENTO E TAXA DE CISALHAMENTO...................................................................................................... página 05.

2. CLASSIFICAÇÃO REOLÓGICA DOS MATERIAIS.............................................. página 08.

2.1. MATERIAIS IDEAIS........................................................................................... página 09.

2.1.1. SÓLIDOS ELÁSTICOS HOOKEANOS........................................................... página 10.

2.1.2. FLUIDOS NEWTONIANOS............................................................................ página 12.

2.2. FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS...................................................................... página 14.

2.2.1. FLUIDOS INDEPENDENTE DO TEMPO....................................................... página 15.

2.2.1.1. COMPORTAMENTO PSEUDOPLÁSTICO ................................................ página 16.

2.2.1.2. COMPORTAMENTO DILATANTE.............................................................. página 17.

2.2.1.3. PLÁSTICO DE BINGHAM........................................................................... página 18.

2.2.2. FLUIDOS DEPENDENTES DO TEMPO........................................................ página 19.

2.2.2.1. TIXOTRÓPICOS.......................................................................................... página 20.

2.2.2.2 REOPÉXICOS.............................................................................................. página 21.

2.3. FLUIDOS VISCOELÁSTICOS........................................................................... página 22. 3. EQUAÇÕES FUNDAMENTAIS DA REOLOGIA (INTRODUÇÃO A REOMETRIA E VISCOSIMETRIA)..................................................................................................... página 23.

4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................... página 25.

1.DEFINIÇÕES BÁSICAS

1.1. REOLOGIA

O termo Reologia tem origem em duas palavras gregas (rheo = deformação ou fluxo; logos = ciência ou estudo), e significa "o estudo das deformações", também podemos encontrar como “ciência do fluxo” ou ainda “ciência dos fluidos”.

Reologia estuda a deformação e o escoamento de corpos sólidos ou fluidos (gases ou líquidos), derivados da inserção de uma tensão ou deformação. A deformação de um sólido é descrita por leis que relatam a mudança de volume, tamanho ou forma, por outro lado o escoamento de um fluido é descrito por leis que relatam a variação contínua da taxa de deformação em função da tensão aplicada.

Na Reologia, a classificação de uma substância como sólida, líquida ou gasosa é estabelecida através do número de Deborah (De). Esse número define a relação entre tempo de relaxamento do material (λr) e tempo de duração da aplicação de uma deformação ou tensão (t).

[pic 1]

λr = tempo de relaxamento: período preciso para que haja algum movimento molecular;

De = Número de Deborah: correpondência entre as forças elásticas e viscosas que agem sobre o material;

t = tempo do experimento - perído em que o material sofre a tensão ou deformação.

Os sólidos elásticos tem De = ∞ enquanto fluidos viscosos tem De = 0.

Analisando a equação dada anteriormente, temos que certo material pode ser diagnosticado como um sólido pelos seguintes motivos:

1. seu λr = ∞
2. o tempo do processo de deformação é muito rápido (t = 0) o que impossibilita o material de fazer movimentos moleculares.

Líquidos com baixos valores para λr podem agir iguais aos sólidos em processos de deformação muito rápidos, onde t < λr.  Isso é constatado, por exemplo,  em óleos lubrificantes passando por entre engrenagens, no momento que as engrenagens não se movem a substância escoa como um fluido viscoso, porque

t > λr, no entanto, quando as engrenagens movem-se a substância irá agir como um sólido (t < λr).

1.1.1. UTILIZAÇÃO DA REOLOGIA

         Os princípios da reologia são muito utilizados na Indústria Alimentícia (controle de qualidade, textura e consistência de alimentos), na Indústria Química (fabricação e controle de qualidade de tintas, colas, vernizes), na Indústria Farmacêutica (estabilidade de suspensões, emulsões, estabilidade química, biodisponibilidade), em Laboratórios de Análises Clínicas (reologia do sangue)......................................................................................
         Pesquisas relacionadas com reologia de formulações farmacêuticas de uso tópico a cada dia se tornam mais comuns nas pesquisas feitas pela comunidade científica, porque atualmente conseguimos reparar que a estabilidade física de uma formulação é de extrema importância para o controle de qualidade, aceitação pelo consumidor e eficácia do medicamento.

No período de pesquisa e desenvolvimento de formulações, as medições reológicas aplicam-se para definir o grau de dificuldade com o qual a substância pode ser despejada de um frasco, apertada em um tubo ou qualquer recipiente deformável, manter a forma do produto num frasco, ou, após a extrusão (que corresponde ao processo de forçar uma massa semi-sólida através de um septo furado ou de um orifício), esfregar o produto sobre a pele ou bombear o produto do equipamento onde se procedeu a mistura ou enchimento.