FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS

Os fluidos não newtonianos são substâncias líquidas ou gasosas que desafiam as leis de Newton. Isaac Newton estabeleceu a existência de uma relação linear entre a força aplicada sobre um fluido e a resposta dele a esta força, assim como algumas propriedades, dentre elas, a viscosidade, que pode ser definida como a quantidade de atrito ou resistência que existe para que uma determinada substância flua. Portanto, o fluido não newtoniano é aquele que não tem um valor de viscosidade definido e constante, ela pode mudar em resposta à tensão aplicada nele.

Os fluidos não newtonianos podem ser dependentes ou independentes do tempo, além dos viscoelásticos.

Os independentes são aqueles que as propriedades reológicas não dependem do tempo de aplicação da tensão de cisalhamento e podem ser divididos como:

1) Sem tensão inicial: necessitam de tensão de cisalhamento inicial para começarem a escoar. Tendo como exemplo:

Pseudoplásticos: substâncias que, em repouso, apresentam suas moléculas em estado desordenado e, quando submetidas a uma tensão de cisalhamento, tendem a se orientar na direção da força. Exemplo: melaço de cana e polpa de frutas.

Dilatantes: substâncias que apresentam aumento da viscosidade aparente com a tensão de cisalhamento. Exemplo: suspensões de amido.

2) Com tensão inicial: necessitam de uma tensão de cisalhamento inicial para começarem a escoar. Tendo como exemplo:

– Plásticos de Bingham: fluido apresenta uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação no momento em que se atinge uma tensão de cisalhamento inicial. Exemplo: maionese.

– Herschel-Bulkley: necessita de uma tensão inicial para começar a escoar, porém, a relação entre taxa de cisalhamento e a taxa de deformação não é linear. Exemplo: sangue.

Os fluidos dependentes do tempo são aqueles que as propriedades variam com tempo de aplicação da tensão para uma velocidade de cisalhamento constante. Podem ser divididos como:

1) Tixotrópicos: a viscosidade diminui com o tempo de aplicação da tensão de cisalhamento, ficando mais viscosos quando cessa. Exemplo: petróleo cru e ketchup.

Ketchup

2) Reopéticos: a viscosidade aumenta com o tempo de aplicação da tensão, retornando à viscosidade inicial quando a força cessa. Exemplo: argila bentonita.

Os viscoelásticos são os fluidos com características de líquidos viscosos com propriedades elásticas e de sólidos com propriedades viscosas, ou seja, as características são acopladas. Quando submetidas à tensão de cisalhamento, sofrem uma deformação, mas, quando esta cessa, há certa recuperação da deformação sofrida devido ao comportamento elástico. Exemplo: glicerina, queijos, gelatina, plasma e goma de xantana.

Mais uma vez a Engenharia Química se mostra presente no cotidiano. Afinal, todos os exemplos citados dos diversos tipos de fluidos não newtonianos compõem o cenário da vida de cada um.

REFERÊNCIAS

Fluido não newtoniano

Estudo fluido não newtoniano

Fluido não newtoniano

Plástico de Bingham

Reologia de fluidos