Ensaio de Reologia

1. Introdução

1.1. Conceitos de reologia

O termo reologia provém do grego (rheo = fluir; logos = ciência), significando, então, "a ciência dos fluidos", e foi sugerido por Binghan e Crawford para descrever o fluxo de líquidos e a deformação dos sólidos. A viscosidade expressa a resistência do fluido a fluir. Quanto maior a viscosidade, maior será sua resistência a fluir. Os líquidos simples podem ser descritos em termos de viscosidade absoluta (um único valor de viscosidade), porém, as propriedades reológicas de dispersões heterogêneas são muito mais complexas, não podendo ser expressadas em um único valor.

Recentemente, os princípios fundamentais de reologia têm sido empregados no estudo de tintas, materiais para construção de estradas, da litosfera e em uma gama de produtos farmacêuticos como cosméticos, emulsões, supositórios, cremes, comprimidos e transdérmicos, sendo a importância nesta área inicialmente alertada por Scott-Blair. A grande importância na área farmacêutica deve-se à necessidade de os produtores de formulações farmacêuticas desenvolverem produtos com consistência e suavidade aceitáveis e por precisarem garantir esta reprodutibilidade todas as vezes que o produto for ser utilizado pelo consumidor.

A reologia está intimamente relacionada com os fenômenos sofridos por uma formulação farmacêutica. Pode-se citar o empacotamento em um tubo de creme dental e sua remoção para o uso e a passagem de uma formulação por uma seringa. As propriedades reológicas de um sistema farmacêutico influenciam severamente na escolha do equipamento a ser usado no processamento do mesmo. O desenvolvimento do equipamento a ser usado sem a correta apreciação das propriedades reológicas do sistema farmacêutico leva à produção de um produto indesejado, pelo menos em termos de suas propriedades de fluxo.

Os materiais podem ser classificados de acordo com os tipos de fluxo e deformação: newtonianos ou não newtonianos, sendo que esta escolha depende do fato das propriedades de fluxo do fluido estarem de acordo com a lei do fluxo de Newton.

1.2. Sistemas Newtonianos

Os sistemas newtonianos englobam os fluidos simples e foram inicialmente descritos por Newton. Estes representam fluidos compostos por várias camadas horizontais deslizantes entre si, sendo que a camada mais inferior encontra-se imóvel e a superior possui uma velocidade máxima. As camadas internas possuem velocidades proporcionais à sua distância em relação à camada superior. A velocidade relativa entre duas camadas de líquido (dv) separadas por uma distância infinitamente pequena (dr) é chamada de gradiente de velocidade ou taxa de deformação (g , ou dv/dr). A força por unidade de área (F’/A) requerida para produzir o fluxo é chamada de tensão de cisalhamento (s , ou F’/A) (Figura 1).

Figura 1. Representação da tensão de cisalhamento necessária para produzir um gradiente de velocidade definido entre os planos paralelos do bloco do material.

Nos fluidos newtonianos, a taxa de deformação é diretamente proporcional à tensão de cisalhamento, segundo a equação abaixo.

A tensão de cisalhamento também é chamada de F, e a taxa de deformação de G, desta forma, podemos rescrever a equação acima:

Logo, pode-se observar que, para os fluidos newtonianos, existe apenas um valor de coeficiente de viscosidade, o qual, para os referidos fluidos é chamado apenas de viscosidade (h ).

Figura 2. Representação de curvas de fluxos para vários materiais.

A unidade de