Uma empresa que produz fitas adesivas está enfrentando o seguinte problema: O estoque de cola que é utilizado no produto FITAX2 está acabando e a engenharia não tem a especificação da mesma. O fornecedor de colas pediu que a empresa informasse qual a viscosidade da cola que está sendo utilizada, vocês como equipe de engenharia devem solicitar ao setor de produção e qualidade as informações e dimensões necessárias para determinar a viscosidade da cola. SOLICITE, por meio de um e-mail, ao setor de produção e qualidade (Professor) as informações que você vai precisar. ESCREVA um relatório informando qual a viscosidade máxima da cola que está sendo utilizada. DESCREVA outras duas formas de se obter a viscosidade dessa cola.

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é determinar a viscosidade da cola FITAX2 que está rolando na linha de produção. Isso é conteúdo de mecânica dos fluidos/fluido‐dinâmica: vamos usar a Lei de Poiseuille (fluxo em capilar) pra achar a viscosidade dinâmica μ. Para isso precisamos de:
  • Queda de pressão ΔP ao longo do tubo capilar
  • Raio R ou diâmetro interno do capilar
  • Comprimento L do capilar
  • Vazão volumétrica Q da cola
  • Temperatura de medição (porque μ varia com T)

Passo 2

Vamos solicitar via e-mail ao pessoal de Produção e Qualidade as infos de que a gente precisa. Algo assim:
Assunto: Dados para cálculo de viscosidade da cola FITAX2
“Oi, pessoal! Tudo bem? Estamos com o desafio de calcular a viscosidade da cola FITAX2 e, pra isso, precisamos dos seguintes dados medidos em condições normais de processo (T≈25 °C):
  1. ΔP (Pa) aplicado no tubo capilar de ensaio
  2. Diâmetro interno ou raio do capilar (m)
  3. Comprimento do capilar (m)
  4. Vazão volumétrica Q (m³/s) durante o ensaio
  5. Densidade da cola (kg/m³), se possível
    Com essas infos a gente calcula direitinho via Lei de Poiseuille. Valeu! Abraço.”

Passo 3

Supondo que o pessoal retornou com esses valores:
  • ΔP = 5 000 Pa
  • diâmetro interno = 1,0 mm ⇒ R = 0,5 mm = 5×10⁻⁴ m
  • L = 0,10 m
  • Q = 1×10⁻⁹ m³/s
A Lei de Poiseuille diz que, para fluxo laminar em tubo cilíndrico,
mu = pi,De
Só substituir:
mu = pi times 5000,Pa times (5times10^-4,m)^48 times 1times10^-9,m^3/s times 0.10,m approx 1,23;Pa·s
Ou seja, 1,23 Pa·s ≡ 1230 mPa·s (a T≈25 °C).

Passo 4

Duas outras formas de medir a viscosidade dessa cola:
  1. Viscosímetro rotacional (ex.: Brookfield) – você gira um eixo imerso na cola e mede o torque. A partir dele sai μ.
  2. Método da esfera que cai – determina a velocidade terminal de uma pequena esfera caindo na cola e usa a fórmula de Stokes para extrair μ.

Resposta

A viscosidade máxima da cola FITAX2, medida a 25 °C e nas condições acima, é 1,23 Pa·s (1230 mPa·s).

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