Viscosímetros de corpo em oscilação

Ao movimento oscilatório de um corpo mergulhado num fluido opõe-se a resistência do atrito viscoso amortecendo a oscilação. As medidas de viscosidade podem ser realizadas quer em regime de perturbação, através da diminuição na amplitude das oscilações provocadas por um estímulo "instantâneo", quer em regime estacionário, utilizando um dispositivo regulador da amplitude de oscila��o, que a mant�m constante. No primeiro caso, a grandeza geralmente utilizada para medir a viscosidade � a diferen�a constante, entre logaritmos de amplitudes correspondentes a oscila��es sucessivas, denominada Decremento Logar�tmico, enquanto que no segundo caso se utiliza a quantidade de trabalho necess�ria para manter constante a amplitude das oscila��es.

Os valores de  e da sua frequ�ncia de aplica��o est�o directamente relacionados respectivamente com a amplitude e a frequ�ncia da oscila��o utilizada, sendo consequentemente de f�cil varia��o, mas n�o de forma inteiramente independente pois, por exemplo frequ�ncias elevadas s� s�o atingidas por corpos de baixa massa, dimens�es reduzidas e oscila��es de pequena amplitude, tendendo mesmo para o microsc�pico, o que implica valores pequenos de .

A primeira refer�ncia a este m�todo deve-se a Coulomb em 1798, que utilizou um p�ndulo torsional em regime de perturba��o, mas n�o deduziu qualquer rela��o expl�cita entre a viscosidade do fluido e o deca�mento das oscila��es do corpo. A maioria dos instrumentos concebidos desde ent�o ainda � do mesmo tipo, sendo o disco a forma de corpo mais utilizada, e Kestin o principal respons�vel pelo desenvolvimento da teoria deste instrumento. Quanto aos instrumentos para a realiza��o de medidas em estado estacion�rio, a sua utiliza��o � ainda rara, embora se note uma acentuada tend�ncia de crescimento, pois as elevadas exig�ncias tecnol�gicas associadas � sua constru��o s� foram satisfeitas em 1947 por Mason com o viscos�metro de Cristal de Quartzo em Vibra��o Torsional.

O estabelecimento de uma rela��o entre a viscosidade e a grandeza utilizada para a medir, � especialmente dif�cil neste m�todo pois n�o � �bvio que o tipo de movimento utilizado produza qualquer fluxo laminar do fluido, pelo menos para o caso dos deslocamentos macrosc�picos caracter�sticos dos instrumentos mais frequentes como o disco e o cilindro oscilante. Para o caso dos instrumentos que apenas produzem deslocamentos microsc�picos do fluido, a rela��o entre as dimens�es do corpo e o deslocamento produzido � equivalente a um escoamento laminar do fluido e permite estabelecer facilmente a equa��o de trabalho.

Neste m�todo, verifica-se mais uma vez que as formas de corpo mais simples de construir s�o as mais dif�ceis de tratar matematicamente e vice-versa. A forma para a qual se estabeleceu a primeira equa��o que permite obter a viscosidade foi a esfera, quer rodeada por extens�es infinitamente grandes ou pequenas de fluido, quer contendo o fluido no seu interior e oscilando em v�cuo, mas n�o deu origem a nenhum conjunto significativo de valores. Por outro lado, s�o in�meros os trabalhos realizados com cilindros e discos oscilantes, apesar de as equa��es utilizadas necessitarem de v�rios termos correctivos, para efeitos terminais, exist�ncia de suspens�o, altera��o das dimens�es do instrumento com os valores de press�o e temperatura, etc., sendo de salientar os trabalhos das universidades de Lovaina na B�lgica a partir das equa��es deduzidas por Mariens e Van Paemel, de Brown nos E.U.A. por Kestin e colaboradores, de Trondheim na Noruega por Torklep e Oye , e de Keio no Jap�o pelo grupo de Nagashima. A complexidade das equa��es utilizadas n�o � compat�vel com a sua apresenta��o de forma reduzida pelo que se sugere a consulta dos trabalhos de Kestin e colaboradores.