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Sobre um método novo e não invasivo para a determinação da viscosidade de líquidos baseado na simples agitação de um frasco Erlenmeyer



A viscosidade é uma característica inerente aos fluidos e, portanto, é um parâmetro importante em muitos processos diferentes. Os métodos atuais para medir a viscosidade envolvem contato direto com a amostra líquida, o que é frequentemente indesejável. Os investigadores Michaela Sieben, René Hanke e Jochen Büchs (RWTH Aachen University, Germany), apresentaram um método não invasivo, simples, preciso e robusto para determinar a viscosidade, usando um único motor de acionamento, componentes de baixo custo e recipientes de amostra descartáveis.

O princípio de medição envolve a deteção de posições angulares dependentes da viscosidade em um líquido rotativo em relação à direção da aceleração centrífuga em um vaso agitado orbitalmente. O sinal pode ser detetado usando diferentes métodos ópticos, como fluorescência e luz transmitida.A sensibilidade do sistema pode ser ajustada a uma ampla gama de possibilidades variando o volume da amostra ou o diâmetro da agitação, e múltiplas amostras podem ser analisadas em paralelo. Este novo viscosímetro é também aplicável para caracterizar fluidos não Newtonianos. 

(...) O novo método para a determinação quantitativa da viscosidade (η) supera as limitações dos viscosímetros atuais. O princípio de medição baseia-se na deteção da posição angular de uma amostra líquida em um recipiente agitado orbitalmente em relação à direção da aceleração centrífuga. Embora outras geometrias (como cilindros) sejam adequadas, escolhemos os frascos de Erlenmeyer como nossos recipientes de amostra padrão porque são fáceis de manusear e bem caracterizados.

O movimento orbital de translação do recipiente da amostra em um trajeto circular faz com que o líquido da amostra gire devido à sua inércia [19]. Simultaneamente, um filme líquido fino adere à parede interna do frasco, se o líquido é aquoso e a parede é um material hidrofílico como o vidro [39,40,41]. Em viscosidades semelhantes à água, o líquido a granel da amostra gira em fase com o agitador, seu centro de massa apontando na direção da aceleração centrífuga (Fig. 1A, H). Com o aumento da viscosidade (Fig. 1B-F), a hidrodinâmica no vaso de amostragem muda devido à maior fricção entre o líquido e a parede de vidro do vaso, causando um deslocamento no líquido em relação à direção da aceleração centrífuga.

Fonte: M.Sieben, R. Hanke, J. Büchs, Contact-free determination of viscosity in multiple parallel samples, Scientific Reports 9, 8335 (2019)