Ensaios reológicos

Para determinamos com mais exactidão e para podermos comparar melhor as duas pastas dentífricas que analisamos neste trabalho foi-nos sugerido que fizéssemos alguns testes reológicos.

Gráfico da viscosidade em função da taxa de corte das nossa pastas

Neste gráfico é possível observar o comportamento da viscosidade das pastas dentífricas ao longo de uma taxa de deformação, donde podemos concluir que ambos têm comportamentos reofluidificantes, pois a viscosidade vai diminuindo com o aumento da taxa de corte.
O pasta 1 tem maior viscosidade inicial que a pasta 2, comportamento que é possível de ser observado no gráfico acima. No entanto para taxas de deformação mais altas, a viscosidade da pasta 2 vai ser maior.

Gráfico do módulo de rigidez em função da frequência angular

O módulo de rigidez representa a parte elástica da resposta. Neste gráfico observamos algo que não estávamos á espera, pois como são duas pastas dentífricas inicialmente esperávamos um comportamento semelhante, no entanto comprovamos pelos ensaios que isso não se verifica. Como podemos observar pelo gráfico para frequências baixas o módulo de rigidez da pasta 1 é muito elevado, enquanto o da pasta 2 é muito baixo. Á medida que a frequência aumenta o módulo de rigidez da pasta 1 diminui (verificando-se apenas uma pequena oscilação no final) e o da pasta 2 aumenta. A explicação que nós encontramos para este comportamento tão diferente nas duas pasta é que ou ocorreu um erro experimental, o que pouco provável pois tivemos bastante cuidado a fazer os ensaios, ou então este comportamento deve-se á qualidade das pastas dentífricas, pois nós escolhemos para amostra uma pasta dentífrica com menor qualidade (a pasta 1) e outra com melhor (a pasta 2).

Gráfico do Módulo de dissipação em função da frequência

O módulo de dissipação representa a energia dissipada por unidade de volume por ciclo de deformação, ou seja representa a parte viscosa da resposta. Neste gráfico tal como no anterior podemos verificar que existe uma diferença bastante significativa entre as duas pastas no que se refere á resposta viscosa. Verificamos que a reposta dissipativa da pasta 2 é baixa para frequências baixas mas que vai aumentando com o aumento da frequência. Ao contrário a pasta 1 começa com um módulo elevado para frequências baixas e vai diminuindo (verificando-se apenas um ligeiro aumento no final).

Efeito da temperatura no escoamento

A jeito de curiosidade e como decidimos fazer algumas experiências e estudar o comportamento reológico de duas pastas dentífricas decidimos efectuar uma simples experiência em casa de modo a verificar se a temperatura tem alguma influência no escoamento da pasta para fora do seu recipiente.
O procedimento da nossa experiência foi muito simples e consistia sinteticamente em colocar, duas pastas dentífricas iguais, sem tampa com a sua abertura virada para baixo, mas colocando uma á sombra (ou seja á temperatura ambiente) e outra num local onde incidisse fortemente o sol, para assim verificarmos o que aconteceria.
Cerca de quinze minutos após colocarmos as pastas nas condições referidas reparamos que tanto uma pasta como a outra tinham escoado uma pequena quantidade do seu conteúdo. Mas depois de observar as pastas periodicamente durante cerca de 8 horas, verificamos que não saiu mais nada de dentro de cada uma das pastas.
Através desta pequena e simples experiência podemos constatar que no caso da pasta dentífrica a temperatura não influência o seu escoamento. Em relação a verificarmos que as duas pastas escoaram um pouco no inicio da experiência em nosso entender isso deve-se ao facto ao manusear as pastas podíamos eventualmente apertamo-la um pouco o que poderá ter provocado algumas tensões no interior ao tirarmos a tampa a pasta vai ter tendência a relaxar dessas tensões e então flui um pouco, quando já não tem tensões internas a pasta não fluiu mesmo com o abertura aberta e virada para baixo. Este facto não deixa de ser um comportamento muito interessante, uma vez que a pasta de dentes não é sólida, mas também não é líquida pois não escoa.

The funny part

http://www.youtube.com/watch?v=f2XQ97XHjVw

Introdução à reologia

A palavra reologia vem do grego rheo= fluxo logos= estudo, sendo sugerido pela primeira vez por por Bingham e Crawford, para descrever o fluxo, no caso de materiais líquidos e deformação, no caso de materiais sólidos. (MARTIN, A. Physical Pharmacy. 1993)

É o ramo da física que estuda as mudanças na forma e no fluxo de um material, englobando todas estas variantes. Podemos então concluir que é a ciência responsável pelos estudos do fluxo e deformações decorrentes deste fluxo, envolvendo a fricção do fluido.

Esta fricção ocorre internamente no material, onde uma camada de fluido possui uma certa resistência ao se deslocar sobre outra. O tamanho e geometria de cadeia é um exemplo possível. Enquanto temos os solventes que possuem uma viscosidade desprezível, temos também as resinas, com uma viscosidade elevada, graças ao tamanho de sua cadeia polimerizada. Ambos são compostos orgânicos, mas seus comportamentos são totalmente diferentes. ("wikipédia")

Num material existem vários factores que influenciam de maneira decisiva o comportamento dos materiais como por exemplo factores físicos como a temperatura, a pressão e o tempo que influenciam decisivamente a viscosidade dos materiais.

Assim, quando a viscosidade dos polimeros diminui com o aumento da taxa de corte da-se o nome de comportamento reo-fluidificante ou pseudoplástico. Ao contrário, quando esta viscosidade aumenta com a taxa de corte o comportamento típico designa-se por comportamento reo-espessante.