Entenda os conceitos de viscosidade e densidade

A viscosidade e a densidade são duas propriedades fundamentais dos fluidos que desempenham papeis cruciais em diversas indústrias, incluindo a de saneantes. Embora sejam conceitos relacionados, diferem significativamente em suas definições e efeitos. Continue a leitura para saber mais.

O que é viscosidade?

A viscosidade é uma medida de resistência que um fluido oferece ao escoamento. Imagine um líquido escorrendo lentamente por um tubo. Essa resistência ao fluxo em se mover, é o que chamamos de viscosidade. 

Ela nos revela o quanto um fluido se opõe à deformação, ou seja, à mudança de forma quando sob ação de forças. Quanto mais viscoso um fluido, mais difícil é fazê-lo fluir. Pense no mel, que escorre com lentidão, em comparação com a água, que flui livremente.

Tipos de viscosidade

Existem dois tipos de viscosidade: a viscosidade dinâmica, também conhecida como viscosidade absoluta, e a viscosidade cinemática.

A viscosidade dinâmica é uma medida da força necessária para mover uma camada de fluido em relação a outra camada normalmente medida em unidades de centipoise (cP) ou mPa-s. 

Já a viscosidade cinemática é a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade do fluido, e mede a resistência de um fluido ao fluxo devido às forças gravitacionais que atuam sobre ele, sendo expressa em unidades como cm2/s ou cSt em unidades CGS.

Fluidos newtonianos e não newtonianos

Para entender a viscosidade é importante saber mais sobre os tipos de fluidos, sendo eles os fluidos newtonianos e não newtonianos. 

Os fluidos newtonianos são aqueles que seguem a Lei de Newton da Viscosidade, e têm propriedades bem definidas, apresentando uma viscosidade constante que não se altera com a aplicação de uma força, sendo a água um exemplo comum, além dos lava roupas e lava louças, quando se trata de produtos de limpeza.

Já os fluidos não newtonianos desafiam essa regra, exibindo viscosidades que variam conforme a força aplicada. Um dos exemplos de saneantes com essa característica é o dos amaciantes. Existem diversos tipos de fluidos não newtonianos:

• Pseudoplásticos ou tixotrópicos: Ficam menos viscosos sob agitação. Exemplo: amaciante com Isogen TXT 200.
• Reopéticos ou dilatantes: Ficam mais viscosos sob agitação. Exemplo: detergente alcalino clorado com Isogen DAC 210.
• Viscoelásticos: a viscosidade varia dependendo da força aplicada e do tempo de aplicação Exemplo: álcool gel com Noxipon PCVN ou Noxipon TAG.
• Plásticos de Bingham: Requerem uma tensão mínima para começar a fluir. Exemplo: detergente com Noxipon NOVO.

Como medir a viscosidade?

A forma mais comum de medir a viscosidade dinâmica é através de viscosímetros rotacionais. Esses viscosímetros medem o torque ou a força necessária para girar uma sonda em uma amostra de fluido. Nesses casos, podemos citar o viscosímetro Brookfield como o mais comum no meio industrial.

Para medir a viscosidade cinemática, é muito comum a utilização de viscosímetro de tubo capilar ou de orifício, que mede o tempo que leva para o fluido fluir através de um tubo. Nesses casos, o mais utilizado na indústria de saneantes é o Copo Ford, no qual a viscosidade está relacionada com o tempo de esvaziamento de um copo de volume conhecido que tem um orifício calibrado na sua base. 

Normalmente utilizado para fluido Newtoniano os protocolos para os métodos de ensaio são fornecidos pela norma ASTM D 1200. Se o material for não-newtoniano, o copo Ford pode ser usado de acordo com o método de ensaio ASTM D 2196.

O copo está disponível em conjuntos de tamanhos diferentes, especificados por uma norma internacional (ISO 2431). O tamanho do orifício é selecionado para cada amostra para dar um tempo de escoamento entre 30 e 100 segundos.

O que é densidade?

Densidade é a quantidade de massa de uma substância por unidade de volume. É uma medida da “compactação” da matéria. Por exemplo, a densidade da água é de cerca de 1 g/cm³, o que significa que cada centímetro cúbico de água tem uma massa de aproximadamente 1 grama. 

Tipos de densidade

A densidade pode ser classificada como densidade absoluta, que corresponde à massa por unidade de volume, tendo como unidade de medida o quilograma por metro cúbico (kg/m³), ou densidade relativa, que indica a razão entre a densidade de um material e a densidade de um material de referência, geralmente a água. É adimensional e útil para comparar a densidade de diferentes substâncias.

Como medir a densidade?

A densidade pode ser medida de diversas maneiras. Atualmente, há densímetros que podem ser adquiridos para realizar esta medição, um instrumento simples que mede a densidade de um líquido pela flutuação de um objeto calibrado. 

Ela também pode ser medida por meio de balança hidrostática, que mede a massa de um objeto no ar e submerso em um fluido, permitindo o cálculo da densidade.

Já para produtos sólidos, o indicado é o uso do picnômetro, um frasco de vidro de volume conhecido, utilizado para determinar a densidade de líquidos e sólidos.



Porém, uma das formas mais simples de se chegar ao valor da densidade é através da pesagem do material a ser analisado em um balão volumétrico, fazendo a relação de massa X volume, conforme fórmula abaixo:

Cuidados ao medir a viscosidade e densidade

Tanto a viscosidade quanto a densidade podem ser afetadas pela temperatura, pressão e presença de outras substâncias. 

Por exemplo, aumentar a temperatura de um fluido pode diminuir a sua viscosidade, facilitando o bombeamento ou o fluxo. Bem como o calor provoca o distanciamento entre as moléculas, fazendo que tenhamos menos moléculas em um determinado volume, ou seja, a densidade diminui com o aumento da temperatura. Por isso é muito importante haver um padrão de temperatura para realizar as medições. 

O controle desses parâmetros na indústria de saneantes é de extrema importância. 

Através dos resultados de densidade, por exemplo, é possível entender mais sobre o grau de pureza de um produto. Se uma substância tiver sido adulterada com uma alternativa mais barata, a medida de densidade do material composto geralmente irá se alterar em relação à substância pura. 

Já a medida da viscosidade, é uma propriedade que pode ter reflexos diferentes de acordo com o que se pretende analisar. Por exemplo, em um detergente pode auxiliar na determinação do tempo de vida de prateleira/estabilidade. Se não for bem monitorada pode modificar as características da aplicação e até mesmo alterar a percepção dos consumidores quanto à qualidade, pois um produto com baixa viscosidade costuma ser associado a um produto de baixa qualidade.

Acompanhar essas propriedades e identificar os desvios em uma homologação de fornecedor ou no controle de qualidade da matéria-primas e produtos acabados e semi acabados evitará muita dor de cabeça e custos desnecessários. 

A equipe do SmartLab acompanha esses parâmetros diariamente, e está à disposição para tirar suas dúvidas e facilitar a rotina do seu negócio. Entre em contato!