Uma investigação da microestrutura e reologia de suspensões com estruturas cristalinas de NaCl na presença de cisalhamento e campo magnético

Abstract

Este trabalho estuda os efeitos reológicos da aplicação de um campo magnético externo a uma suspensão composta de cristais NaCl dispersos em uma solução aquosa supersaturada do mesmo sal. Foram utilizados protótipos experimentais do Laboratório de Microhidrodinâmica e Reologia da Universidade de Brasília. O dispositivo usado nos experimentos é um reômetro de disco paralelo equipado com uma célula magnética. Testes estáticos em temperatura constante são realizados na ausência de fluxo. Esses testes indicam, por observação microscópica, que o comprimento médio da microestrutura dos cristais após a recristalização é maior quanto mais intenso for o campo magnético aplicado às amostras. Utilizando experimentos reométricos (regime de fluxo laminar), avaliamos o comportamento da viscosidade da suspensão em um regime de fluxo fraco a uma temperatura controlada para seis intensidades de campo magnético crescentes. Estes testes mostram que a viscosidade da suspensão diminui não linearmente à medida que a força do campo magnético aumenta. A suspensão apresenta um comportamento pseudoplástico para cada campo magnético aplicado, que é bem descrito por um modelo de lei de potências. Experimentos também são realizados no regime de cisalhamento oscilatório de pequena amplitude. Os módulos viscoelásticos foram determinados e descobrimos que o módulo de armazenamento não desaparece em baixas frequências, indicando a existência de um módulo elástico de corte em equilíbrio. Também foram realizados experimentos usando um Impulso de deformação na presença de um campo magnético. A função de relaxamento das tensões foi obtida em função do campo magnético e um espectro de tempos de relaxamento foi determinado, mostrando memórias complexas nas suspensões examinadas com três tempos de relaxação. Constata-se que a tensão relaxa até se tornar uma tensão residual, que diminui à medida que a intensidade do campo magnético aplicado aumenta. Todos os resultados deste trabalho podem estar relacionados a mudanças na distribuição da taxa de crescimento e à distribuição do tamanho dos cristais de NaCl com a intensidade de um campo magnético aplicado. O presente estudo pode ser importante em aplicações envolvendo tratamentos de formação de cálculos renais, por meio do monitoramento de um campo magnético externo.