Medidores de Viscosidade

     Instrumentos que medem a viscosidade de um determinado fluido são denominados viscosímetros ou viscômetros.      Existem diversos tipos de de viscosímetros, dentre os quais se destacam pela sua importância e sua aplicação industrial. São alguns exemplos os viscosímetros capilar ou viscosímetro de Ostwald, os viscosímetros de esfera em queda e os viscosímetros rotativos. Esses medidores podem ser classificados de acordo com o seu princípio de funcionamento que divide os viscosímetros em: Viscosímetros por escoamento e viscosímetros por cisalhamento e outros.

Viscosímetros por escoamento
No viscosímetro de esfera, que é o tipo mais simples de viscosímetro, abandona-se uma esfera em queda livre no fluido e mede-se sua velocidade terminal. Em seguida, calcula-se a viscosidade por meio da Lei de Stokes. O corpo do medidor precisa ser largo de forma que as paredes tenham pouca influência sobre o escoamento. Esse instrumento tem a desvantagem de exigir um grande volume de líquido. Este método consiste em diversos tubos contendo líquidos padrões de viscosidades conhecidas, com uma bola de aço em cada um deles. O tempo que a bola leva a descer o comprimento do tubo depende da viscosidade do líquido. Colocando-se a amostra num tubo semelhante, pode determinar-se aproximadamente a sua viscosidade por comparação com os outros tubos.

Nos viscosímetros de escoamento por capilar, como, por exemplo, o viscosímetro de Ostwald. Baseia-se na determinação de alguns dos parâmetros relacionados com a fricção desenvolvida por um líquido quando este escoa no interior de um capilar. Ele é essencialmente um tubo em U, sendo que um dos seus ramos é um tubo capilar fino ligado a um reservatório superior. O tubo é mantido na vertical e coloca-se uma quantidade conhecida de um líquido no reservatório, deixando-se escoar sob a ação da gravidade através do capilar.
A medida da viscosidade é o tempo que a superfície de líquido no reservatório demora a percorrer o espaço entre duas marcas gravadas sobre o mesmo.
Uma variação do viscosímetro de Ostwald é o viscosímetro de Ubbelohde, que possui uma entrada de ar extra, que torna o tempo de escoamento independente da temperatura da solução.



V iscosímetro de Ostwald





















Existe também o viscosímetro de copo; neste caso, mede-se o tempo que o líquido leva para escoar de um reservatório por meio de um orifício aberto no fundo.
Esses instrumentos medem a viscosidade cinemática do fluido, e são medidores confiáveis e baratos, mas não geralmente adequados para medição on-line. Uma exceção é o viscosímetro de Norcross, variação do viscosímetro de Stokes (esfera) em que a esfera é substituída por um pistão e são introduzidos mecanismos e eletrônica específicos para permitir a execução de medidas sem interferência de seres humanos.

Viscosímetros por cisalhamento
Os viscosímetros por cisalhamento empregam um elemento móvel que, imerso no fluido, sofre a resistência deste, resistência que é proporcional à viscosidade.
Os viscosímetros oscilatórios utilizam um pistão imerso no fluido, que oscila a uma determinada frequência; essa frequência é diferente da frequência de oscilação sem a presença do fluido. A partir do período medido da oscilação, calcula-se a viscosidade do líquido.
Os viscosímetros vibratórios baseiam-se na medida da potência elétrica que precisa ser aplicada a um elemento sensor imerso no fluido para que ele oscile a uma determinada frequência; a partir da potência medida, calcula-se a viscosidade por meio de uma fórmula obtida teoricamente. Alternativamente, pode-se estimar a velocidade não através da potência, mas por meio de um outro parâmetro, como amortecimento ou atraso de fase entre excitação e resposta.
Em ambos os tipos de medidor acima, a velocidade de cisalhamento é variável.
Viscosímetros rotativos utilizam um elemento que gira com velocidade angular constante, imerso no fluido. Nesse tipo de medidor, a velocidade de cisalhamento é constante. O elemento rotativo pode ser um disco, um cone, ou um cilindro. Este viscosímetro é o mais usado na indústria, eles combinam alta sensibilidade, repetibilidade e precisão, e são mais adequados para medições on-line.

Outros viscosímetros
Existem viscosímetros que usam outros princípios de medição.
Nos viscosímetros de bolha, o tempo que uma bolha de gás leva para ascender num reservatório com o líquido permite estimar a viscosidade deste.
No viscosímetro por extrusão, o fluido é forçado mecanicamente a passar por um tubo capilar.
No viscosímetro por fenda, o fluido é forçado mecanicamente a passar por uma abertura estreita.