Tecnologia Farmacêutica II

Profº Msc. da Conceição Ferreira SantosE-mail: farmaciaesther @oi.com.br

Fone: 99622084

Semestre 2014.2

ReologiaEm primeiro lugar, para que possamos entender o que é a reologia devemos entender o princípio da

viscosidade:

Viscosidade

•propriedade de escoamento de um fluido, isso quer dizer que a viscosidade trata do atrito interno das camadas do fluido que impõe a ele a resistência ao fluxo quando submetido a uma tensão (BRASEQ, 2009).

•Quanto mais viscosa a massa, mais difícil de escoar e maior o seu coeficiente de viscosidade

• (UFPE,2009)

Reologia

Reologia• Escoamento de líquidos

Reologia• Um fluido é uma substância que reflete deformação continuamente quando sujeito à ação de uma força.

• Os líquidos, gases, sólidos fluidizados são considerados líquidos reais, ou seja, apresentam uma resistência à deformação ou ao escoamento quando submetidos a uma determinada tensão (UFPE, 2009).

Definição

• Reologia: é o estudo do comportamento das deformações que um fluido apresenta e do fluxo de matéria submetido a tensões, sob determinadas condições de temperatura ao longo de um intervalo de tempo determinado (UFPE, 2009).

Classificação

• Dependendo desses comportamentos esses fluidos podem ser então classificados como:

• Newtonianos • Não - Newtonianos.

Classificação dos fluidos

• Também chamada ( força de cisalhamento)

• É uma quantidade de força que aplicada a uma determinada área de um fluido pode gerar ou não uma deformação, um fluxo (BRASEQ, 2009).

Tensão de cisalhamento

Tensão de cisalhamento ou força de cisalhamento

T (Tau): Tensão de cisalhamentoF: Força aplicada no fluidoA: Área onde foi aplicada a força de cisalhamento

FluxoQuando se aplica a força de cisalhamento (agitação), essa gera uma deformação e à essa deformação denominamos fluxo

(BRASEQ, 2009)

• Então teremos matematicamente a relação:

Taxa ou velocidade de cisalhamento (deslocamento do fluxo )

ᵧ (Gama): é a taxa de cisalhamento/ ou gradiente de cisalhamentodv: é a velocidade de cisalhamento (cm/s)dx: é a distância (cm).

Taxa de cisalhamento: é o gradiente da velocidade de cisalhamento por uma distância percorrida (cm/s

Fluidos Newtonianos• São fluidos ou materiais que independente da força de cisalhamento aplicada e pelo tempo que for aplicada e independente da temperatura em que for aplicada a viscosidade não se altera.

Exemplos:

água solventes soluções muito diluídas, óleos minerais fluidos de silicone

Viscosidade (ƞ)= Tensão de cisalhamento Gradiente de cisalhamentoO resultado para a

viscosidade será sempre igual, não se altera, é independente:

Viscosidade

Para os líquidos Newtonianos:

-Força de cisalhamento aplicada -Tempo que for aplicado -Temperatura em que for aplicada

Viscosidade

Para líquidos Não Newtonianos

Não apresentam uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento (escoamento, fluxo)

Newton percebeu que a velocidade do fluxo (Ƴ) é

diretamente proporcional a força ou tensão aplicada ao líquido (ϭ) :

Fluidos Newtonianos = obedecem esta relação

Fluidos não Newtonianos = não obedecem esta relação

Fluido Newtoniano

= ϭ ƞ. Ƴ ƞ = /Ƴ ϭ

Fluidos NÃO- Newtonianos

• Ao contrário dos fluidos newtonianos, os fluidos não-newtonianos não apresentam uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de cisalhamento, ou seja, os valores da viscosidade mudarão com a variação nos valores da taxa de cisalhamento, então a viscosidade deixara de ser constante, ou seja, apresentará valores distintos, formando agora uma curva.

Esses valores de viscosidade são considerados como viscosidade aparente, podendo aumentar ou diminuir, de acordo com as características de cada fluido

Classificação fluidos não Newtoniano

• Independentes do Tempo,

• Dependentes do Tempo• Viscoelásticos.

Fluidos Newtoniano:Curva a - Relação viscosidade

x fluxo Curva b- Relação tensão x

fluxoFigura 1.

tensão

fluxo

viscosidade

fluxo

Líquidos não newtoniano: (Pseudoplásticos)

Curva -a :relação viscosidade x fluxo

Curva b:-relação tensão x fluxo

Figura 2.

A curva (a) representa a diminuição gradativa da viscosidade a medida que o gradiente de cisalhamento (agitação, força) é aumentado.

A curva (b) representa justamente a formação de uma curva ao invés de uma reta a medida que a tensão de cisalhamento aumenta (aumento subto antes de se estabilizar) versus o gradiente de cisalhamento.

viscosidade tensão

fluxofluxo

FLUIDO PSEUDOPLÁSTICOS(Não Newtoniano)

• A viscosidade do fluido em questão, diminui a medida que aumentamos a taxa de cisalhamento (agitação), ou seja, quando mais força aplicamos ao material, mais frouxo, mais fluxo ele passa a ter (BRASEQ, 2009).

Comportamento Dilatante ( Não Newtoniano)

• Esse tipo de fluido é mais raro que os pseudoplásticos, e como exemplos temos :

• Argila, amido de milho em água, lama.

Comportamento gráfico do Fluido Dilatante Figura 3.- CURVA A

Trata-se exatamente do contrário do que acontece com os pseudoplásticos, ou seja, a viscosidade aumenta com aumento da taxa de cisalhamento (agitação,força) (FERREIRA; et all, 2005).

Curva (A) representando o aumento gradativo da viscosidade a medida que o gradiente de cisalhamento é aumentado.

Figura 3.- CURVA B

A curva (B) representa justamente a formação de uma curva ao invés de uma reta a medida que a tensão de cisalhamento aumenta (gradativamente )depois apresenta uma subida subta) versus o gradiente de cisalhamento.

viscosidade tensão

fluxo fluxo

Classificação dos fluidos

• Necessita e uma tensão inicial:

- Necessitam de uma tensão de cisalhamento inicial para começarem a escoar, para que haja movimento das partículas.

Tensão finita = tensão de escoamento= "yield stress" (FERREIRA; et all, 2005).

FLUIDOS PLÁSTICOS (BINGHAM)

FLUIDOS PLÁSTICOS (BINGHAM)

Isso significa que logo que se consegue desses fluidos uma mudança em sua viscosidade, vemos que essa depois de pouco tempo não varia mais, independente de quanta força de cisalhamento você passe a aplicar sobre o fluido.

OS FLUIDOS DEPENDENTES DO TEMPO

• Esses são classificados em: -TIXOTRÓPICOS

-REOPETICO

Dependem do tempo para que haja mudança na viscosidade de acordo com um gradiente de cisalhamento constante.

TIXOTRÓPICOS

• Trata-se dos fluidos que tem sua viscosidade diminuída com o tempo de aplicação da tensão de cisalhamento, voltando a ficar mais viscosos a medida que a tensão de cisalhamento cessa.

Exemplos:

As suspensões concentradas, Emulsões, Soluções protéicas, Petróleo cru, Tintas, ketchup

• Há aumento da deformação a medida que a tensão de cisalhamento aumenta

• Mas a medida que essa tensão (agitação) diminui a deformação também diminui, voltando então o fluido a sua viscosidade inicial (reopético).

REOPÉTICOS

(Fluidos)

(Fluidos)

Reologia suspensões e emulsões.

Equação de Stokes

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