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):
- ΔP (Pa) aplicado no tubo capilar de ensaio
- Diâmetro interno ou raio do capilar (m)
- Comprimento do capilar (m)
- Vazão volumétrica Q (m³/s) durante o ensaio
- 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,
Só substituir:
Ou seja, 1,23 Pa·s ≡ 1230 mPa·s (a T≈25 °C).
Passo 4
Duas outras formas de medir a viscosidade dessa cola:
- Viscosímetro rotacional (ex.: Brookfield) – você gira um eixo imerso na cola e mede o torque. A partir dele sai μ.
- 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).