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A medição da viscosidade é uma parte integrante do controle de qualidade em muitas indústrias, incluindo as indústrias petrolífera e polimérica, bem como as farmacêutica e de processamento de alimentos. Contudo, os viscosímetros não são todos iguais. Dois dos tipos mais comuns são: viscosímetros cinemáticos e dinâmicos (também chamados absolutos). Conhecer a diferença entre cada um é essencial ao escolher um instrumento para sua aplicação específica, a fim de garantir que os resultados obtidos sejam adequados ao propósito pretendido e que os padrões industriais sejam cumpridos. Abaixo estão as principais diferenças.
1. Definição e Princípios de Medição
Viscosímetros cinemáticos medem a resistência de um fluido ao escoamento quando a força é devida à gravidade e determinam a viscosidade cinemática. A viscosidade cinemática de um fluido é a razão entre a viscosidade dinâmica e a densidade. Os viscosímetros cinemáticos mais comuns são do tipo capilar (por exemplo, Ubbelohde e Cannon Fenske), nos quais se mede o tempo necessário para que um volume determinado de líquido escoe através de um capilar calibrado sob a ação da gravidade, expressando-se o resultado em centistokes (cSt) ou mm²/s.
Viscosímetros dinâmicos (absolutos) medem a resistência de um fluido ao escoamento quando uma força diferente da gravidade é aplicada. Eles medem diretamente a viscosidade dinâmica (também chamada de viscosidade absoluta), que é uma medida da resistência interna de um fluido ao escoamento sob uma força externamente aplicada, independentemente de sua densidade. Os designs mais comuns são: viscosímetros rotacionais, de esfera em queda livre e de pistão oscilante, cujos resultados são expressos em centipoise (cP) ou milipascal-segundos (mPa·s).
2. Aplicações e Indústrias Típicas
Viscosímetros cinemáticos são mais adequados para ensaios realizados em fluidos do tipo newtoniano. Trata-se de líquidos cuja viscosidade não varia com a taxa de cisalhamento. As aplicações típicas incluem:
Produtos petroquímicos (ex.: óleos lubrificantes, combustíveis e betume)
Polímeros e resinas
Tintas e Revestimentos
Óleos alimentares e xaropes
Muitas normas internacionais, ex.: ASTM D445, utilizam medições cinemáticas de produtos petroquímicos. Os viscosímetros automatizados da Zhongwang, usados para medir a viscosidade de óleos e polímeros, satisfazem os requisitos de ensaio e apresentam alta precisão.
Viscosímetros dinâmicos são úteis para ensaios de líquidos newtonianos e não newtonianos. Estes incluem:
Adesivos, selantes e tintas de impressão
Produtos farmacêuticos (geles, cremes, pastas)
Cosméticos (ex.: loções e champôs)
Fusões e soluções poliméricas
Produtos alimentares (por exemplo, ketchup, iogurtes, chocolate)
3. Instrumentação e automação
Os viscosímetros cinemáticos tradicionais são frequentemente manuais e exigem que o operador pare um cronómetro quando o líquido passa por uma marca, além de exigirem limpeza subsequente do material de vidro entre ensaios. Os sistemas manuais podem ser intensivos em mão de obra e também estão sujeitos a erros humanos. Os viscosímetros cinemáticos automatizados modernos, disponíveis na Zhongwang, medem os tempos de escoamento com um sensor ótico, banho termostatizado e sistema informático que inicia e interrompe automaticamente a contagem do tempo. Isso elimina a subjetividade e a variabilidade associadas às medições manuais com viscosímetros cinemáticos. Possuem múltiplos canais de ensaio para operação simultânea em várias amostras.
Os viscosímetros dinâmicos variam desde instrumentos manuais simples até instrumentos rotacionais automatizados, com taxas de cisalhamento ajustáveis e a adição de uma unidade de controle de temperatura constante. Os viscosímetros dinâmicos totalmente automatizados são capazes de caracterizar a amostra em uma variedade de taxas de cisalhamento, por exemplo, para determinar curvas de escoamento e tensão de escoamento. As soluções de manipulação de líquidos e controle de temperatura constante da Zhongwang são muito valiosas para os viscosímetros dinâmicos, ao garantir a preparação adequada da amostra.
4. Escolhendo o Viscosímetro Adequado para o Seu Laboratório
O tipo de viscosímetro necessário dependerá do tipo de fluidos que você testa e dos resultados exigidos.
Você deve considerar o uso de um viscosímetro cinemático se:
Você estiver testando fluidos newtonianos, como óleos, polímeros ou combustíveis
Os padrões da sua indústria (por exemplo, ASTM, ISO) especificarem medições de viscosidade cinemática
Você desejar um ensaio simples, altamente reprodutível e economicamente viável
Você exigir ensaios altamente automatizados.
Você deve considerar o uso de um viscosímetro dinâmico se:
Você estiver testando fluidos do tipo não newtonianos
Você quiser conhecer a viscosidade em diferentes taxas de cisalhamento
Você precisar medir amostras como géis, pastas e materiais espessos
Você quiser realizar uma caracterização mais detalhada da reologia da amostra além da viscosidade.
Resumo
Os viscosímetros cinemáticos utilizam medições de escoamento impulsionado pela gravidade e são adequados para fluidos newtonianos, como óleos e polímeros. Os viscosímetros dinâmicos utilizam medições baseadas em força e aplicam-se tanto a amostras newtonianas quanto não newtonianas. A seleção de um viscosímetro adequado é fundamental para garantir medições laboratoriais corretas, controle de qualidade e conformidade com normas. Os viscosímetros automatizados da Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. foram projetados para apoiá-lo, quer você esteja realizando ensaios que exigem a medição da viscosidade de óleos e polímeros segundo princípios cinemáticos, quer outras medições de viscosidade de fluidos mediante técnicas dinâmicas, complementadas por nossas soluções precisas de manipulação de líquidos, aquecimento, agitação, refrigeração e temperatura constante. Entre em contato conosco para saber mais sobre como nossas soluções em viscosimetria podem beneficiar seu laboratório.