fluidos nao newtonianos

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIARIDO 
DISCIPLINA: FENOMENOS DOS TRANSPORTES 
DOCENTE: WILLIAM VIEIRA 
DISCENTE: GUILHERME DA SILVA GOES 
TRABALHO 1ª UNIDADE FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS 
 
FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS 
Isaac Newton descreveu as propriedades de um “líquido ideal” no século XVII, e 
uma delas é a viscosidade – basicamente, a quantidade de atrito/resistência que existe 
para uma determinada substância fluir. Em um fluido ideal de Newton, a viscosidade 
depende em grande parte da temperatura e pressão: a água continuará a fluir – ou seja, 
agir como água – independentemente de outras forças que agirem sobre ela. Um fluido 
não-Newtoniano é um fluido cuja viscosidade é variável com base na tensão aplicada. O 
mais conhecido fluido não-Newtoniano é o amido de milho dissolvido em água. Os tipos 
de fluidos não-Newtonianos são substâncias fascinantes que podem ser usadas para 
ajudar a compreender a física em mais detalhes. 
Se perfurarmos um balde contendo fluido não-Newtoniano, a tensão introduzida 
pela força de entrada faz com que os átomos no fluido se rearranjem, de modo que se 
comporte como um sólido. Mas se alguém colocar a mão no líquido lentamente, no 
entanto, a mão vai penetrar neste sólido com êxito. Se esta mesma pessoa puxar a mão 
para fora abruptamente, o material voltará a se comportar como um sólido. 
Um pseudoplástico de fluido não-Newtoniano se comporta de maneira oposta. 
Neste tipo, o fluido se torna mais fino, em vez de mais espesso, quando é aplicada 
determinada pressão. Também chamado de pseudoplástico, os exemplos deste tipo de 
fluido não-Newtoniano incluem frascos de ketchup, de creme dental, entre outros. 
Esses tipos de fluidos usados como suprimentos em muitos laboratórios e em 
muitas áreas da indústria e da ciência nos ajuda a entender a grande variedade de fluidos 
que existem no mundo físico. Sólidos plásticos, fluidos viscoelásticos e fluidos 
dependentes do tempo de viscosidade são outros que apresentam relações complexas e 
intuitivas entre tensão de cisalhamento e viscosidade / elasticidade. Quando combinados 
com uma placa oscilante, fluidos não-newtonianos demonstram outras propriedades 
incomuns, como protuberâncias e buracos que persistem após criá-los. Uma placa 
oscilante aplica tensão numa base periódica, havendo rápida evolução da viscosidade do 
fluido, colocando-o em um meio termo entre um líquido e um sólido. 
1. TENSÃO X TAXA DE DEFORMAÇÃO 
Os conceitos de tensão de cisalhamento (força aplicada) e taxa de deformação 
(gradiente de velocidade) são usados para descrever a deformação e o escoamento do 
fluido. O gradiente de velocidade entre as camadas laminares gera um fluxo de força 
mecânica (tensão de cisalhamento). 
Os fluidos que não apresentam uma taxa de cisalhamento proporcional a tensão 
de cisalhamento aplicada, ou seja, não possuem uma viscosidade constante, são chamados 
de fluidos não newtonianos. Estes fluidos são subdivididos em independentes do tempo, 
dependentes do tempo e viscoelásticos. 
Para os fluidos newtonianos a viscosidade é independente da taxa de deformação 
a que o fluido está submetido. Um fluido newtoniano mostra um único valor de 
viscosidade, a uma dada temperatura. Exemplos: óleos vegetais, agua, soluções 
açucaradas. 
𝜏 = 𝜇 ∗ �̇� 
Onde: 𝜏= tensão de cisalhamento (Pa) 
𝜇= viscosidade newtoniana (Pa.s) 
�̇�= taxa de deformação (𝑠−1) 
 Para dos fluidos Não Newtonianos, a tensão de cisalhamento não é diretamente 
proporcional a taxa de deformação. Não se pode falar em termos de viscosidade, porque 
essa propriedade passa a variar com a taxa de deformação. Usa-se o termo de viscosidade 
aparente (𝜇𝑎). A equação que define os fluidos não newtonianos é chamada de equação 
das potências: 
𝜏 = 𝜇𝑎 ∗ �̇� 
Os fluidos não-newtonianos se classificam de acordo a suas propriedades físicas, 
que podem: 
1. Ser independentes do tempo de cisalhamento 
2. Ser dependentes do tempo de cisalhamento 
3. Exibir características de sólido 
 
 Bingham Dilatante 
 Newtoniano 
 
 Pseudoplástico 
 
Gráfico 1.: Curvas de tensão de cisalhamento X taxa de cisalhamento de diferentes tipos de 
fluidos. 
2. TIPOS DE FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS 
De acordo com a reologia – parte da física que investiga as propriedades e o 
comportamento mecânico dos corpos deformáveis que não são sólidos nem líquidos -, os 
fluidos não newtonianos são divididos em dois tipos: 
 
• Independentes do tempo 
Fluidos independentes do tempo possui uma taxa de cisalhamento em função, 
exclusivamente, da tensão aplicada no ponto de estudo. Os principais fluidos não 
newtonianos que se classificam como independentes do tempo são os dilatantes, 
pseudoplástico e fluido de Bingham. 
Fluidos Dilatantes: O valor de n é menor que 1. A viscosidade aumenta com o 
aumento da taxa de cisalhamento. Ex: soluções de açúcar e de amido. 
Fluidos Pseudoplástico: A viscosidade aparente decresce com a taxa de 
deformação. Ex: alguns produtos alimentícios, massas de cerâmica e de cimento. 
Plásticos de Bingham: É o mais simples desta categoria. Mostram relação linear 
entre tensão de cisalhamento e taxa de deformação, após vencer a tensão de cisalhamento 
inicial (𝜏°). 
O fluido de Bingham possui um comportamento muito parecido com os fluidos 
Newtonianos, porém apenas quando sofre uma tensão mínima de cisalhamento. 
Apresentam uma fórmula parecida com a fórmula dos fluidos Newtonianos: τ - 𝜏° = µ. 
Onde 𝜏 > 𝜏°. São exemplos de fluidos de Bingham: lamas de esgoto, pasta de dente, 
chocolate, entre outros. 
O gráfico da taxa de cisalhamento pela tensão de cisalhamento, neste caso, gera 
uma curva e não uma reta como nos fluidos Newtonianos. O nα é chamado de viscosidade 
aparente, os fluidos Newtonianos possuem n=1, quando n<1 o fluido é um pseudoplástico 
e quando n>1 o fluido é chamado de dilatante. 
• Dependentes do tempo 
Fluidos não newtonianos dependentes do tempo são aqueles que não dependem 
apenas da tensão e da taxa de cisalhamento, mas sim do tempo em que o mesmo foi 
submetido ao cisalhamento. Estes fluidos se subdividem em dois tipos: os fluidos 
tixotrópicos e os fluidos reopéxos. 
Um fluido tixotrópico (afinantes), é aquele que ao sofrer cisalhamento tem sua 
viscosidade diminuída, e o reopéxo é aquele que tem sua viscosidade aumentada. 
Possuem uma estrutura que é quebrada em função do tempo e da taxa de deformação. Ex: 
Ketchup, Visplex (fluído de perfuração à base de água). 
Fluidos reopécticos (espessantes): Inclui poucos materiais que são capazes de 
desenvolver ou rearranjar uma estrutura enquanto são submetidos a uma tensão de 
cisalhamento. Ex: gesso em pasta, tintas de impressoras (alguns tipos). 
Diz-se que a tixotropia e a reopexia são fenômenos reversíveis, ou seja, um fluido 
tixotrópico tem sua viscosidade aumentada ao ser retirada a tensão de cisalhamento, ou 
se a taxa de cisalhamento aumentar.