Reologia tem aplicações na ciência dos materiais, engenharia, geofísica, fisiologia, biologia humana e farmacêutica. A ciência dos materiais é utilizada na produção de muitas substâncias industrialmente importantes, tais como cimento, tinta e chocolate, que têm características de fluxo complexas. Além disso, a teoria da plasticidade tem sido igualmente importante para o desenho de processos de conformação de metais. A ciência da reologia e a caracterização das propriedades viscoelásticas na produção e uso de materiais poliméricos tem sido crítica para a produção de muitos produtos para uso tanto no setor industrial como no militar. O estudo das propriedades de fluxo de líquidos é importante para farmacêuticos que trabalham na fabricação de várias formas de dosagem, como líquidos simples, pomadas, cremes, pastas, etc. O comportamento do fluxo de líquidos sob estresse aplicado é de grande relevância no campo da farmácia. As propriedades de fluxo são usadas como importantes ferramentas de controle de qualidade para manter a superioridade do produto e reduzir as variações lote a lote.
Materials scienceEdit
PolymersEdit
Exemplos podem ser dados para ilustrar as potenciais aplicações destes princípios a problemas práticos no processamento e uso de borrachas, plásticos e fibras. Os polímeros constituem os materiais básicos das indústrias da borracha e do plástico e são de vital importância para as indústrias têxtil, petrolífera, automobilística, de papel e farmacêutica. Suas propriedades viscoelásticas determinam o desempenho mecânico dos produtos finais dessas indústrias, e também o sucesso dos métodos de processamento em estágios intermediários da produção.
Em materiais viscoelásticos, como a maioria dos polímeros e plásticos, a presença de comportamento semelhante ao de um líquido depende das propriedades de e assim varia com a taxa de carga aplicada, ou seja, a rapidez com que uma força é aplicada. O brinquedo de silicone ‘Silly Putty’ comporta-se de forma bastante diferente dependendo da taxa de tempo de aplicação de uma força. Puxa-o lentamente e apresenta um fluxo contínuo, semelhante ao evidenciado por um líquido altamente viscoso. Alternativamente, quando atingido forte e diretamente, ele estilhaça como um vidro de silicato.
Além disso, a borracha convencional sofre uma transição vítrea (muitas vezes chamada de transição borracha-vidro). Por exemplo, o desastre do Space Shuttle Challenger foi causado por O-rings de borracha que estavam sendo usados bem abaixo de sua temperatura de transição vítrea em uma manhã anormalmente fria na Flórida, e assim não podiam flexionar adequadamente para formar vedações adequadas entre as seções dos dois impulsionadores de foguetes de combustível sólido.
BiopolímerosEditar
Sol-gelEdit
Com a viscosidade de um sol ajustado em uma faixa adequada, tanto a fibra de vidro de qualidade óptica como a fibra cerâmica refratária podem ser traçadas que são usadas para sensores de fibra óptica e isolamento térmico, respectivamente. Os mecanismos de hidrólise e condensação, e os fatores reológicos que enviesam a estrutura para estruturas lineares ou ramificadas são as questões mais críticas da ciência e tecnologia sol-gel.
GeofísicaEditar
A disciplina científica da geofísica inclui o estudo do fluxo de lava fundida e o estudo do fluxo de detritos (deslizamentos de lama fluidos). Este ramo disciplinar também lida com materiais sólidos de terra que só exibem fluxo em escalas de tempo prolongadas. Aqueles que exibem comportamento viscoso são conhecidos como reides. Por exemplo, o granito pode fluir plasticamente com uma tensão de rendimento insignificante à temperatura ambiente (isto é, um fluxo viscoso). Experiências de fluência a longo prazo (~10 anos) indicam que a viscosidade do granito e do vidro sob condições ambientais são da ordem de 1020 poises.
PhysiologyEdit
Physiology inclui o estudo de muitos fluidos corporais que têm estrutura e composição complexas, e assim exibem uma ampla gama de características de escoamento viscoelástico. Em particular há um estudo especializado de fluxo sanguíneo chamado hemorreologia. Este é o estudo das propriedades de fluxo do sangue e seus elementos (plasma e elementos formados, incluindo glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). A viscosidade do sangue é determinada pela viscosidade do plasma, hematócrito (fração volumétrica dos eritrócitos, que constituem 99,9% dos elementos celulares) e pelo comportamento mecânico dos eritrócitos. Portanto, a mecânica dos eritrócitos é o principal determinante das propriedades de fluxo do sangue.
Reologia alimentarEditar
Reologia alimentar é importante na fabricação e processamento de produtos alimentares, como queijo e gelato.
Agelatos, ou espessantes, são substâncias que, quando adicionadas a uma mistura aquosa, aumentam a sua viscosidade sem modificar substancialmente as suas outras propriedades, como o sabor. Eles fornecem corpo, aumentam a estabilidade, e melhoram a suspensão dos ingredientes adicionados. Os agentes espessantes são frequentemente usados como aditivos alimentares e em cosméticos e produtos de higiene pessoal. Alguns agentes espessantes são agentes gelificantes, formando um gel. Os agentes são materiais usados para espessar e estabilizar soluções líquidas, emulsões e suspensões. Eles dissolvem-se na fase líquida como uma mistura coloidal que forma uma estrutura interna pouco coesiva. Os espessantes alimentares são frequentemente baseados em polissacarídeos (amidos, gomas vegetais e pectina), ou proteínas.
Reologia do betãoEditar
A trabalhabilidade do betão e da argamassa está relacionada com as propriedades reológicas da pasta de cimento fresco. As propriedades mecânicas do betão endurecido aumentam se for utilizada menos água no projecto da betonilha, no entanto a redução da relação água/cimento pode diminuir a facilidade de mistura e aplicação. Para evitar estes efeitos indesejáveis, normalmente são adicionados superplastificantes para diminuir a aparente tensão de rendimento e a viscosidade da pasta de cimento fresco. A sua adição melhora muito as propriedades do betão e da argamassa.
Reologia do polímero preenchidoEditar
A incorporação de vários tipos de cargas em polímeros é um meio comum de reduzir o custo e de conferir determinadas propriedades mecânicas, térmicas, eléctricas e magnéticas desejáveis ao material resultante. As vantagens que os sistemas de polímeros preenchidos têm a oferecer vêm com um aumento de complexidade no comportamento reológico.
Usualmente quando o uso de cargas é considerado, um compromisso tem que ser feito entre a melhoria das propriedades mecânicas no estado sólido de um lado e o aumento da dificuldade no processamento da fusão, o problema de obter uma dispersão uniforme da carga na matriz do polímero e a economia do processo devido à etapa adicionada da composição do outro. As propriedades reológicas dos polímeros envasados são determinadas não apenas pelo tipo e quantidade de enchimento, mas também pela forma, tamanho e distribuição de tamanho de suas partículas. A viscosidade dos sistemas envasados geralmente aumenta com o aumento da fração de enchimento. Isto pode ser parcialmente melhorado através de distribuições amplas de tamanho de partículas através do efeito Farris. Um fator adicional é a transferência de tensão na interface enchimento-polímero. A adesão interfacial pode ser substancialmente melhorada através de um agente de acoplamento que adere bem tanto ao polímero quanto às partículas da massa de enchimento. O tipo e quantidade de tratamento de superfície na massa de enchimento são, portanto, parâmetros adicionais que afetam as propriedades reológicas e materiais dos sistemas poliméricos preenchidos.
É importante levar em consideração o deslizamento da parede ao realizar a caracterização reológica de materiais altamente preenchidos, pois pode haver uma grande diferença entre a tensão real e a tensão medida.